[导读]通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常称作UATR，是一种串行、异步、全双工的收发器。全双工的UART支持同时双向通信，是嵌入式系统必不可少的debug接口。
通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常称作UATR，是一种串行、异步、全双工的收发器。全双工的UART支持同时双向通信，是嵌入式系统必不可少的debug接口。
什么是全双工？什么是半双工？
全双工：同一时刻，两个设备都在收发数据，比如SPI。注意QSPI是半双工，因为4根线只能同时收或者发。
半双工：两设备间可以收发数据，但只能收完再发或发完再收。
单工：任何时刻只能进行一个方向的通讯，且固定一方为发送设备，一方为接收设备。
串口通信协议
空闲位：不通信时，TX & RX是逻辑“1”状态，表示当前线路无数据传输。
起始位：发送“0”，表示传输开始。
数据位：起始位之后，数据位的个数可以是5、6、7、8等，一般是8bit，采用ASCII码。从最低位开始传送，根据波特率在数据bit稳定的中间位置采样。
奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数为偶数，则为偶校验，使得“1”的位数为奇数则为奇校验，以次来校验数据传送的正确性。
比如一个 8 位长的有效数据为：10100101，此时总共有 4 个“ 1”，
为达到奇校验效果，校验位应为“ 1”，即有效数据和校验位中“ 1”的个数为奇数。
为达到偶校验效果，校验位应为“ 0”，即有效数据和校验位中“ 1”的个数为偶数。
注意，UART校验方法有：奇校验(odd)、偶校验(even)、0校验(space)、0校验(mark)、无校验(noparity)，为了提高实际带宽，一般可省去校验位，即选择无校验，思考下为什么？
0 校验是不管有效数据是什么，校验位固定为“ 0”。1 校验是校验位固定为“ 1”。
无校验就是数据包中不包含校验位。
停止位：一个字符数据传输的结束标志，可以是1位、1.5位、2位的高电平。停止位不仅表示传输的结束，并且可提供校正时钟同步。停止位的位数越多，时钟容忍程度越大，但有效带宽就越小。
波特率
数据传输速率使用波特率来表示。单位bps（bits per second），常见的波特率9600bps、19200bps、115200bps等，如果串口波特率设置为9600bps，那么传输1bit数据需要的时间是1/9600≈104.2us。
带上校验位，传送一个字符数据实际是11个比特（1bit开始位、8bit数据位、1bit校验位、1bit停止位），有效的传输速率实际为9600*8/11= 6982bps。
不带校验位，传送一个字符数据实际是10个比特（1bit开始位、8bit数据位、1bit停止位），有效的传输速率实际为9600*8/10=7680bps。
这就是为何不传校验位，可以提高一点带宽，也就是所谓的开销。
以小编设计的RISC-V SoC为例，仿真UART：
本站声明： 本文章由作者或相关机构授权发布，目的在于传递更多信息，并不代表本站赞同其观点，本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者，如若文章内容侵犯您的权益，请及时联系本站删除（ 邮箱：macysun@21ic.com ）。
在嵌入式系统开发中，整型溢出是引发安全漏洞和系统故障的常见原因。据MITRE统计，CWE-190（整数溢出）位列嵌入式安全漏洞前三。本文从工程实践角度，探讨边界检查算法与数据类型选择的协同防护策略。
关键字：
边界检查算法
嵌入式系统
整型溢出
在嵌入式系统广泛应用的今天，网络通信已成为其不可或缺的功能。然而，受限于资源、功耗和实时性要求，嵌入式系统中的TCP/IP协议栈性能优化成为关键挑战。本文将从协议栈选型、参数调优、硬件加速及代码优化等方面，探讨嵌入式系统...
关键字：
网络协议栈
嵌入式系统
在嵌入式物联网设备中，Wi-Fi模块是实现高速数据传输的核心组件。然而，受限于MCU资源、协议栈效率及网络环境，实际吞吐量常低于理论带宽的30%。本文以ESP32-S3（支持Wi-Fi 6，最大速率150Mbps）为例，...
关键字：
Wi-Fi
嵌入式系统
嵌入式系统开发中，硬件与软件高度耦合，复杂度高，一次性集成所有模块调试极易陷入“问题定位难、复现率低”的困境。分步调试法通过“最小功能验证→模块逐步扩展→多模块协同”的渐进式策略，可显著提升调试效率。本文以STM32微控...
关键字：
嵌入式系统
分步调试法
在物联网设备、可穿戴设备等嵌入式场景中，电池寿命是制约产品竞争力的核心指标。低功耗设计需贯穿硬件选型、系统架构到软件策略的全流程，其中休眠模式切换与电源管理芯片（PMIC）的精细配置是关键环节。本文从实际工程角度，解析如...
关键字：
低功耗设计
PMIC配置
嵌入式系统
在嵌入式系统开发中，性能优化与功耗控制是相互制约的核心挑战。通过对STM32F4系列MCU的实测分析，发现通过针对性代码优化可使计算密集型任务执行时间缩短62%，而结合精准功耗测量可进一步降低系统能耗35%。本文结合具体...
关键字：
嵌入式系统
代码优化
在物联网与工业4.0深度融合的今天，嵌入式系统已成为能源管理、智能制造等关键领域的基础设施。然而，资源受限与网络暴露的双重特性，使其成为攻击者觊觎的“数字靶心”。通过内核配置裁剪与编译优化协同加固，可构建“攻防一体”的安...
关键字：
嵌入式系统
内核配置
物联网
在物联网与工业4.0深度融合的背景下，嵌入式系统作为关键基础设施，其通信协议栈的性能直接影响系统实时性、可靠性和安全性。然而，受限于资源约束与硬件特性，传统协议栈在嵌入式场景中常面临内存拷贝、锁竞争、缓存效率低下等瓶颈。...
关键字：
通信协议栈
嵌入式系统
在电池供电的嵌入式系统中，功耗优化直接决定产品续航能力。通过示波器与专业功耗分析仪的协同测量，可实现从瞬态脉冲到长期统计的全面功耗量化分析，为低功耗设计提供精确数据支撑。
关键字：
嵌入式系统
示波器
在嵌入式系统开发中，状态机作为一种高效的任务调度模型，通过将复杂逻辑分解为离散状态和转移条件，显著提升了系统的可维护性和实时性。本文以智能交通信号灯控制系统为例，阐述状态机设计在嵌入式任务调度中的具体实现方法。
关键字：
状态机
嵌入式系统
在嵌入式系统开发中，自定义通信协议是连接不同硬件模块的核心纽带。相比标准协议，自定义协议能更好地适配资源受限的嵌入式环境，同时满足特定场景的性能需求。本文介绍一种轻量级、可扩展的协议设计方法，适用于工业控制、物联网设备等...
关键字：
自定义协议
嵌入式系统
板间通信
在嵌入式系统长期运行过程中，内存泄漏如同"慢性毒药"，会导致系统性能逐渐下降直至崩溃。本文提出一种基于动态追踪的运维态内存泄漏检测方案，通过轻量级内核模块实现无侵入式内存监控，已在工业控制器、车载ECU等场景验证有效性。
关键字：
嵌入式系统
内存泄漏
在嵌入式系统开发中，进程间通信（IPC）是构建复杂分布式系统的核心挑战。传统方案如共享内存+信号量虽性能优异，但需手动处理同步问题；Socket编程灵活但代码冗余度高；消息队列则受限于消息大小和传输效率。在此背景下，na...
关键字：
嵌入式系统
nanomsg
在嵌入式系统中，消息队列是实现任务间通信的核心机制，而优先级消息队列则进一步满足了实时性需求——高优先级消息（如紧急报警、控制指令）需优先处理，低优先级消息（如日志数据）可延迟处理。本文提出一种基于静态数组的简易优先级消...
关键字：
嵌入式系统
消息队列
在资源受限的嵌入式系统中，软件崩溃往往导致设备失控、数据丢失甚至安全风险。本文梳理12种常见崩溃类型，结合典型场景与解决方案，帮助开发者构建更健壮的嵌入式系统。
关键字：
嵌入式软件
嵌入式系统
在嵌入式系统开发中，分层架构设计是平衡硬件依赖性与软件可维护性的核心方法。通过将系统划分为功能明确的层次，开发者可实现"关注点分离"，使硬件变更不影响上层逻辑，软件迭代不干扰底层驱动。本文解析通用嵌入式架构的分层模型与实...
关键字：
嵌入式软件
嵌入式系统
在嵌入式系统中，SPI（Serial Peripheral Interface）作为高速同步串行通信协议，广泛应用于传感器、存储器与主控芯片间的数据交互。然而，实际通信速率常因时钟配置不当或信号完整性问题远低于理论值。本...
关键字：
SPI通信
嵌入式系统
在嵌入式系统开发中，日志系统是故障排查、性能分析和系统监控的重要工具。一个简易且高效的嵌入式日志系统需兼顾资源占用与功能完整性，以下从设计目标、架构设计、关键技术实现三个方面阐述其设计思路。
关键字：
嵌入式系统
日志系统
2026 年至 2030 年间，人工智能和无线通信的进步将在多个关键领域重塑工程实践。智能体 AI(Agentic AI)与标准化协议将简化工程工作流程，混合非地面与地面网络将扩展无线覆盖范围，新的 AI 方法也将增强嵌...
关键字：
嵌入式系统
人工智能
混合动力汽车
在嵌入式系统开发中，相对编码器是测量电机转速、位置和方向的关键传感器。STM32微控制器提供了强大的定时器模块，能够高效处理编码器信号，实现精确的运动控制。
关键字：
嵌入式系统
传感器
下载文档
