UART串口协议详解.docx

UART（通用异步接收器/发射器）是一种常见的串行通信接口，广泛应用于嵌入式系统、微控制器以及计算机之间的通信。该协议允许设备在没有同步时钟线的情况下进行全双工通信，这意味着数据可以同时发送和接收。下面我们将深入探讨UART串口协议的各个组成部分。 1. 起始位：UART通信的开始是以一个低电平（0）信号为标志的。这个低电平信号与总线空闲时的高电平状态形成鲜明对比，用于通知接收端数据传输即将开始。 2. 数据位：这是实际传输的信息部分，可以设置为5、6、7或8位。数据位的长度决定了能传输的最大字符集大小。数据位由低位（LSB，Least Significant Bit）开始发送，最后发送高位（MSB，Most Significant Bit）。每一位的值由信号线上的电平状态决定，高电平表示'1'，低电平表示'0'。 3. 奇偶校验位：可选的校验机制，用于检测数据传输中的错误。如果启用，会在数据位后面添加一位，使得'1'的总数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。这样接收端可以通过计算接收到的'1'的数量来验证数据是否在传输过程中发生错误。 4. 停止位：标志着一个字符数据的结束。停止位通常为1位、1.5位或2位的高电平，它提供了一个时间窗口，让接收端可以识别数据帧的结束并准备好接收下一个数据帧。 5. 空闲位：在数据传输之间，UART协议规定信号线应保持高电平，即'1'的状态，以表示通信线路的空闲。这有助于区分不同数据帧，并确保接收器能够准确地识别新的起始位。 UART通信的优势在于其简单性和灵活性，它只需要两根线（TX和RX）即可实现双向通信，大大减少了硬件成本。然而，由于缺乏同步时钟，UART在长距离或者高速率通信中可能会出现数据对齐问题，这时可能需要采用其他同步通信协议如SPI或I2C。 UART串口协议是一种基础但实用的通信方式，适用于短距离、低速率的设备间通信。理解和掌握UART的工作原理对于任何涉及嵌入式系统或微控制器设计的工程师来说都至关重要。