UART接口简介_uart接口速度

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UART即通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），它是一种串行通信的物理接口形式。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。

一、UART硬件连接

UART有4个pin（VCC, GND, RX, TX）, 用的TTL电平, 低电平为0(0V)，高电平为1（3.3V或以上）。如下图：

引脚介绍：

- VCC：供电pin，一般是3.3v，在我们的板子上没有过电保护，这个pin一般不接更安全
- GND：接地pin，有的时候rx接受数据有问题，就要接上这个pin，一般也可不接
- RX：接收数据pin
- TX：发送数据pin

二、UART通信简介

UART最好的一点是它只使用两根线就可以在设备之间传输数据。在UART通信中，两个UART直接相互通信。发送UART将来自CPU等控制设备的并行数据转换为串行形式，并将其串行发送到接收UART，接收UART然后将串行数据转换回接收设备的并行数据。在两个UART之间传输数据只需要两根线。数据从发送UART的Tx引脚流向接收UART的Rx引脚：

UART接口简介(图2)

UART以异步方式发送数据，这意味着没有时钟信号将发送UART的位输出与接收UART的位采样同步。发送UART不是时钟信号，而是将开始和停止位添加到正在传输的数据包中。这些位定义数据包的开始和结束，因此接收UART知道何时开始读取位。

当接收UART检测到起始位时，它开始以称为波特率的特定频率读取输入位。波特率是数据传输速度的度量，以每秒位数（bps）表示。两个UART必须以大致相同的波特率运行。发送和接收UART之间的波特率只能相差10％左右。

两个UART还必须配置为发送和接收相同的数据包结构。

UART协议如下：

UART接口简介(图3)

空闲位：

UART协议规定，当总线处于空闲状态时信号线的状态为‘1’即高电平。

起始位：

开始进行数据传输时发送方要先发出一个低电平’0’来表示传输字符的开始。因为当UART数据传输线不传输数据时，它通常保持在高电压电平。为了开始数据传输，发送UART将传输线从高电平拉至低电平一个时钟周期。当接收UART检测到高电压到低电压转换时，它开始以波特率的频率读取数据帧中的位。

数据位：

起始位之后就是要传输的数据。如果使用奇偶校验位，则它可以是5位到8位长。如果不使用奇偶校验位，则数据帧可以是9位长，一般都是8位。在大多数情况下，数据首先以最低有效位发送。

奇偶校验位：

数据位传送完成后，要进行奇偶校验，校验位其实是调整个数，串口校验分几种方式：

- 1.无校验（no parity）
- 2.奇校验（odd parity）：如果数据位中’1’的数目是偶数，则校验位为’1’，如果’1’的数目是奇数，校验位为’0’。
- 3.偶校验（even parity）：如果数据为中’1’的数目是偶数，则校验位为’0’，如果为奇数，校验位为’1’。
- 4.mark parity：校验位始终为1
- 5.space parity：校验位始终为0

停止位：

数据结束标志，可以是1位，1.5位，2位的高电平。为了通知传输数据包的结束，UART发送端会将数据传输线从低电压驱动至高电压至少两位持续时间。

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，115200bps等等，其他标准的波特率是1200，2400，4800，19200，38400，57600。举个例子，如果串口波特率设置为9600bps，那么传输一个比特需要的时间是1/9600≈104.2us。

三、UART传输步骤

3.1 发送UART从数据总线并行接收数据：

UART接口简介(图4)