1UART

UART是異步串口通信協議,英文全稱是Universal Asynchronous Receiver /Transmitter 即通用異步收發傳輸器，它不像SPI和I2C這樣的通信協議，但在SOC中也是一種比較常用的IP。它最大的優點是僅用兩根線進行通信，支持全雙工，也就是一根線utx用于發送數據，另一根線用于接收數據。兩個uart通信如下圖所示：

其中發送UART可能來自控制設備(如CPU)的并行數據轉換為串行形式，以串行方式將其發送到接收UART，然后由接收UART將串行數據轉換回并行數據以用于接收設備。數據從發送UART的Tx引腳流到接收UART的Rx引腳。

2UART工作原理

UART是異步通信，這也就代表著沒有時鐘信號進行數據的采樣同步，因此UART發送側需要將開始和停止位添加到正在傳輸的數據包中，這些位定義了數據包的開始和結束，因此接收UART知道何時開始讀取這些位。當接收UART檢測到起始位時，它將開始以稱為波特率的特定頻率讀取輸入位。波特率是數據傳輸速度的度量，以每秒比特數(bps)表示。 兩個UART必須以大約相同的波特率工作。發送和接收UART之間的波特率只能相差約10％。還必須將兩個UART配置為發送和接收相同的數據包結構。

3UART是如何工作的

• 其他設備(例如CPU，內存或微控制器)通過數據總線將數據發送到UART。即UART 發送側首先從數據總線接收數據。

• 數據以并行形式從數據總線傳輸到發送UART。發送UART從數據總線獲取并行數據后，它將添加起始位，奇偶校驗位和停止位，以創建數據包。

• 數據包在Tx引腳上逐位串行輸出，接收UART在其Rx引腳上逐位讀取數據包。

• 然后，接收UART將數據轉換回并行形式，并刪除起始位，奇偶校驗位和停止位。

• 接收UART將數據包并行傳輸到接收端的數據總線

4UART幀結構

UART傳輸的數據被組織成數據包。每個數據包包含1個起始位，5至9個數據位(取決于UART)，一個可選的奇偶校驗位以及1個/1.5個或2個停止位。

起始位

UART數據傳輸線通常在不傳輸數據時保持在高電壓電平。為了開始數據傳輸，發送UART在一個時鐘周期內將傳輸線從高電平拉低到低電平。當接收UART檢測到高電壓到低電壓轉換時，它開始以波特率的頻率讀取數據幀中的位。

數據位

數據幀包含正在傳輸的實際數據。如果使用奇偶校驗位，則可以是5位，最多8位。如果不使用奇偶校驗位，則數據幀的長度可以為9位。在大多數情況下，數據首先以最低有效位發送。

校驗位

接收方用于數據完整性和正確性檢驗。該位為可選項，可配置為奇校驗/偶校驗/無校驗/校驗位始終是1/校驗位始終是0選項。

停止位

為了向數據包的結尾發出信號，發送UART在至少兩個位持續時間內將數據傳輸線從低電平驅動到高電平。

5UART優缺點

優點

• 數據僅使用兩根線
• 無需時鐘信號
• 具有奇偶校驗位以允許進行錯誤檢查
• 發送接收協議簡單

缺點

• 數據幀的大小最大為9位
• 傳輸速度較慢
• 每個UART的波特率必須在彼此的10％之內

總結

以上是生活随笔為你收集整理的uart协议_UART协议简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。