uart串口通信.docx
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2024-05-31
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(zhegnli)UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）串口通信是一种常用的异步串
行数据传输方式，广泛应用于各种嵌入式系统、计算机设备、通信设备等中。下面是对 UART
串口通信的详细介绍：
1. 工作原理
UART 通信采用异步通信方式，即数据的发送和接收不需要严格的时钟同步，而是通过起
始位、数据位、停止位等标志位来区分数据帧的开始和结束。在 UART 通信中，数据是以
字节（Byte）为单位进行传输的，每个字节的数据包括起始位、数据位（通常为 5-9 位）、
可选的校验位和停止位（通常为 1-2 位）。
2. 主要特点
� 异步通信：不需要专门的时钟线，通过数据中的起始位和停止位来同步。
� 数据格式灵活：可以根据需要设置数据位、停止位和校验位。
� 通信速率可调：波特率（Baud Rate）可设置，通常范围从几十到几兆波特。
� 全双工通信：支持同时发送和接收数据。
� 低成本：硬件实现简单，成本较低。
3. 主要参数
� 波特率（Baud Rate）：表示每秒传输的二进制位数，是衡量数据传输速率的重要指标。
� 数据位（Data Bits）：每个字节中实际传输的数据位数，通常为 5-9 位。
� 停止位（Stop Bits）：表示每个字节传输结束后用于标识数据帧结束的位数，通常为 1-2 位。
� 校验位（Parity Bit）：用于检验数据传输的准确性，可以设置为无校验、奇校验或偶校验。
4. 应用场景
� 嵌入式系统：如单片机、微控制器等，常用于与外设、传感器等进行通信。
� 计算机设备：如串口打印机、串口鼠标等，通过 UART 接口与计算机进行通信。
� 通信设备：如调制解调器（Modem）、路由器等，用于与其他设备进行数据传输。
5. 优缺点
� 优点：硬件实现简单，成本低；通信速率可调；支持全双工通信。
� 缺点：传输距离有限，受线路质量影响较大；数据传输速率相对较低。
6. 与其他通信方式的比较
� 与 SPI（Serial Peripheral Interface）比较：SPI 是一种高速全双工同步串行通信协议，传输速率
远高于 UART，但硬件实现相对复杂，成本较高。
� 与 I2C（Inter-Integrated Circuit）比较：I2C 是一种半双工同步串行通信协议，具有总线结构，
可以连接多个设备，但传输速率较 SPI 和 UART 低。
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