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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: FFC連接器

UART：了解通用異步接收器/發(fā)送器的硬件通信協(xié)議

發(fā)布日期：2022-04-17 點(diǎn)擊率：90

　　摘要

　　UART，即通用異步接收器/發(fā)送器，是最常用的設(shè)備間通信協(xié)議之一。本文將UART用作硬件通信協(xié)議應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)步驟進(jìn)行說(shuō)明。

　　正確配置后，UART可以配合許多不同類型的涉及發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)的串行協(xié)議工作。在串行通信中，數(shù)據(jù)通過(guò)單條線路或?qū)Ь€逐位傳輸。在雙向通信中，我們使用兩根導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行連續(xù)的串行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)應(yīng)用和系統(tǒng)要求，串行通信需要的電路和導(dǎo)線較少，可降低實(shí)現(xiàn)成本。

　　本文將討論使用UART的基本原則，重點(diǎn)是數(shù)據(jù)包傳輸、標(biāo)準(zhǔn)幀協(xié)議和定制幀協(xié)議;定制幀協(xié)議將是安全合規(guī)性方面的增值特性，尤其是在代碼開發(fā)期間。在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，本文檔還旨在分享一些基本步驟，以檢查數(shù)據(jù)表的實(shí)際使用。

　　最后，本文的目標(biāo)是幫助更好地理解和遵循UART標(biāo)準(zhǔn)，以便最大程度地發(fā)揮其能力和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，特別是在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)。

　　“溝通最大的問(wèn)題在于，人們想當(dāng)然地認(rèn)為已經(jīng)溝通了。”——喬治·蕭伯納

　　通信協(xié)議在組織設(shè)備之間的通信時(shí)扮演著重要角色。它基于系統(tǒng)要求而以不同方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。此類協(xié)議具有特定的規(guī)則，為實(shí)現(xiàn)成功通信，不同設(shè)備都遵循該規(guī)則。嵌入式系統(tǒng)、微控制器和計(jì)算機(jī)大多將UART作為設(shè)備間硬件通信協(xié)議的一種形式。在可用通信協(xié)議中，UART的發(fā)送和接收端僅使用兩條線。盡管它是一種廣泛使用的硬件通信方法，但它并非在所有時(shí)候都是完全優(yōu)化的。在微控制器內(nèi)部使用UART模塊時(shí)，通常會(huì)忽略幀協(xié)議的適當(dāng)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)定義，UART是一種硬件通信協(xié)議，以可配置的速度使用異步串行通信。異步意味著沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步從發(fā)送設(shè)備進(jìn)入接收端的輸出位。

　　接口

圖1.兩個(gè)UART彼此直接通信

　　每個(gè)UART設(shè)備的兩個(gè)信號(hào)分別命名為：

　　? 發(fā)送器(Tx)

　　? 接收器(Rx)

　　每個(gè)設(shè)備的發(fā)送器和接收器線的主要作用是用于串行通信的串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

圖2.帶數(shù)據(jù)總線的UART

　　發(fā)送UART連接到以并行形式發(fā)送數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)總線。然后，數(shù)據(jù)將在傳輸線路(導(dǎo)線)上一位一位地串行傳輸?shù)浇邮誙ART。反過(guò)來(lái)，對(duì)于接收設(shè)備，串行數(shù)據(jù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。UART線用作發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信介質(zhì)。請(qǐng)注意，UART設(shè)備具有專門用于發(fā)送或接收的發(fā)送和接收引腳。對(duì)于UART和大多數(shù)串行通信，發(fā)送和接收設(shè)備需要將波特率設(shè)置為相同的值。波特率是指信息傳輸?shù)叫诺赖乃俾?。?duì)于串行端口，設(shè)定的波特率將用作每秒傳輸?shù)淖畲笪粩?shù)。

　　表1總結(jié)了關(guān)于UART必須了解的幾點(diǎn)。

　　表1.UART概要