当前位置:首页 > 公众号精选 > 玩转嵌入式
[导读]UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)是一种异步全双工串行通信协议,由Tx和Rx两根数据线组成,因为没有参考时钟信号,所以通信的双方必须约定串口波特率、数据位宽、奇偶校验位、停止位等配置参数,从而按照相同的速率进行通信。异步...

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种异步全双工串行通信协议,由Tx和Rx两根数据线组成,因为没有参考时钟信号,所以通信的双方必须约定串口波特率数据位宽奇偶校验位停止位等配置参数,从而按照相同的速率进行通信。
异步通信以一个字符为传输单位,通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的,然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的。当波特率为9600bps时,传输一个bit的时间间隔大约为104.16us;波特率为115200bps时,传输一个bit的时间间隔大约为8us。


数据传送速率用波特率来表示,即每秒钟传送的二进制位数。例如数据传送速率为120字符/秒,而每一个字符为10位(1个起始位,7个数据位,1个校验位,1个结束位),则其传送的波特率为10×120=1200字符/秒=1200波特。

数据通信时序图:

其中各位的意义如下
起始位:先发出一个逻辑”0”信号,表示传输字符的开始;数据位:可以是5~8位逻辑”0”或”1”;如ASCII码(7位),扩展BCD码(8位);小端传输,即LSB先发,MSB后发;校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验);停止位:它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平(用于双方同步,停止位时间间隔越长,容错能力越强);空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有数据传送;注:异步通信是按字符传输的,接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。下一个字符起始位的到来又使同步重新校准(依靠检测起始位来实现发送与接收方的时钟自同步的)。

↑图-1 起始位和停止位

↑图-2 数据位

↑传输“A”

上图是uart协议传输一个”A”字符通过示波器的uart解码而得到的波形示意图。根据此图来介绍一下uart的一些基本参数。
波特率:此参数容易和比特率混淆,其实他们是由区别的。但是我认为uart中的波特率就可以认为是比特率,即每秒传输的位数(bit)。一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)。
起始位:先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输数据的开始。
数据位:可以选择的值有5,6,7,8这四个值,可以传输这么多个值为0或者1的bit位。这个参数最好为8,因为如果此值为其他的值时当你传输的是ASCII值时一般解析肯定会出问题。理由很简单,一个ASCII字符值为8位,如果一帧的数据位为7,那么还有一位就是不确定的值,这样就会出错。
校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据传送的正确性。就比如传输“A”(01000001)为例。
1、当为奇数校验:”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为1才能满足1的个数为奇数(奇校验)。图-1的波形就是这种情况。
2、当为偶数校验:”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为0才能满足1的个数为偶数(偶校验)。
此位还可以去除,即不需要奇偶校验位。
停止位:它是一帧数据的结束标志。可以是1bit、1.5bit、2bit的空闲电平。可能大家会觉得很奇怪,怎么会有1.5位~没错,确实有的。所以我在生产此uart信号时用两个波形点来表示一个bit。这个可以不必深究。。。
空闲位:没有数据传输时线路上的电平状态。为逻辑1。
传输方向:即数据是从高位(MSB)开始传输还是从低位(LSB)开始传输。比如传输“A”如果是MSB那么就是01000001(如图-2),如果是LSB那么就是10000010(如下图的图-4)
uart传输数据的顺序就是:刚开始传输一个起始位,接着传输数据位,接着传输校验位(可不需要此位),最后传输停止位。这样一帧的数据就传输完了。接下来接着像这样一直传送。在这里还要说一个参数。
帧间隔:即传送数据的帧与帧之间的间隔大小,可以以位为计量也可以用时间(知道波特率那么位数和时间可以换算)。比如传送”A”完后,这为一帧数据,再传”B”,那么A与B之间的间隔即为帧间隔。
↑图-3

↑图-4上两图和下两图传送的数据和波特率都是一样的,但是有几个参数是故意设置反了从而形成对比。有助于更深入的理解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。
换一批
延伸阅读

串行通信是一种通信方式,数据在通信线上按位进行传输。每位数据占据固定的时间长度,使用少数几条通信线路就可以完成系统间交换信息,特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

关键字: 串行通信 UART

虽然 USB 几乎完全取代那些旧电缆和连接器,但 UART 绝对不会成为过去。您会发现许多 DIY 电子项目都使用 UART。

关键字: UART 串口通信 USB

UART(通用异步收发器),这是用于全双工串行通信的最常见协议。它是设计用于执行异步通信的单个LSI(大规模集成)芯片。该设备将数据从一个系统发送到另一系统。

关键字: 数据通信协议 UART 异步收发器

UART将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: UART 通信协议

苏州2023年2月3日 /美通社/ -- 2023年2月2日,国际独立第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TUV大中华区(以下简称"TUV莱茵")为科沃斯家...

关键字: UART 机器人 科沃斯 GO

发个方便测试I2C、SPI、1Wire接口的工具模块 总的思路是通过USB或者UART接口发送一些协议字符串,由模块转换成上面几种接口的硬件时序电信号,实现与这几种接口芯片、设备的快速测试。 首先声明一下,大家都是搞...

关键字: 可编程USB UART I2C SMBusS SPI

当使用导线连接外部设备或芯片时,导线不可过长,一般控制在 20CM 以内,IIC、SPI、UART 等数字接口数据线驱动能力有限,过长的导线会导致通讯波形迟缓。当导线确实无法缩短时,可通过降低通讯速率的方法来解决、缓解通...

关键字: 可编程USB UART I2C SMBusS SPI

芯片选择下拉框内列出的每一个备选芯片的驱动文件和数据手册位于S2STool 工具文件夹中的chips 文件夹内,每一个芯片需要 1 个驱动文件和 1 个数据手册文件,用户可自行打开编辑,或者创建新的芯片驱动文件。

关键字: 可编程USB UART I2C SMBusS SPI

S2STool 是为 S2S 固件开发的测试工具,运行于 Windows 平台,内置串口调试助手和 S2S 参数配置工具,支持动态解析自定义的芯片驱动,用户可自行编写、修改、增加任何芯片的驱动程序, 方便对芯片进行测试和...

关键字: 可编程USB UART I2C SMBusS SPI

DS1302 是实时时钟芯片,SPI 接口,可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿等多种功能。DS1302 内部有一个 31×8 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。

关键字: 可编程USB UART I2C SMBusS SPI
关闭
关闭