嵌入式之总线协议：1、UART

目录
第一章 UART 帧格式讲解
第二章 UART 寄存器讲解
第三章 UART 编程
第四章 输出重定向
第五章 RS232、RS485协议原理与应用

第一章 UART

• 嵌入式之总线协议：1、UART
• 前言
• 一、UART简介
• • 1、串行/并行
  • • 1.1 并行
    • 1.2 串行
  • 2、异步
  • 3、单工和双工通信
  • • 3.1 单工通信
    • 3.2 半双工
    • 3.3 全双工
  • 4、波特率
• 二、UART帧格式
• 三、硬件连接
• 四、UART控制器

前言

串口认知

一、UART简介

通用异步首发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter），是一种通用的串行 、异步通信总线，该总线有两条数据线，可以实现全双工的发送和接收。
在嵌入式系统中常用于主机和辅助设备之间的通信。

下面对关键概念进行解析：

1、串行/并行

1.1 并行

并行通信时数据的各个位同时传送，可以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高，故不宜进行远距离通信。
计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。

总线在传递数据的时候传递的是高低电平的信号。
并行数据传输：

1.2 串行

UART：通用异步首发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter），是一种通用的串行、异步通信总线。

2、异步

基本过程；
数据发送和接收，不是同一个时钟；

3、单工和双工通信

3.1 单工通信

3.2 半双工

可以双向发送；但是不能同时双向发送数据；

3.3 全双工

通用异步首发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter），是一种通用的串行、异步通信总线。
双向发送数据，并可以同时发送。

4、波特率

波特率用于描述UART通信时的通信速度，单位：bps（bit per second），即每秒传输的bit数据量。
1 byte=8 bit；

二、UART帧格式

空闲位：空闲时候数据线上为高电平；
起始位：串行通信时候需要先发低电平信号。用于区别空闲状态的信号。
数据位：数据位可以发送5-8位，发送顺序为：先发低位，后发高位；（大小端）
校验位：遵循奇偶校验，即1的个数是偶数就置1，奇数置0。校验位可有可无，根据需求，如果要求发送的速度快准确性不要求，可以不用校验位；如果要确保数据准确性，那要使用校验位。；
停止位：表示一次通信的结束，数据线上为高电平，可以为1位、1.5位、或者2位；

假定有一个char类型的数据：
char的定义为 8 位 ：0X55
转换为 二 进 制 为 ：0101 0101

如何区分上图：
波特率：每秒种传输的二进制位的个数；
通过掐时间，去确定一个0，或者两个0；
通过统计时间来区分发送了几个0几个1，因为波特率规定了通信速度；如波特率为1bps，那么发送 1位 需要 1s ；如果时间用了2s，那么一定是发送了 2位 ；

为了避免累积误差，所以规定一次性最多发送1字节（byte）即8个位（bit）。
异步通信：

三、硬件连接

交叉连接：

四、UART控制器

一般情况处理器都会集成UART控制器，方便在使用UART进行通信时候只需要对其内部的相关寄存器进行设置即可。