UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器)是一种串行通信协议,广泛应用于计算机硬件和嵌入式系统中。它允许设备通过串行通信线路传输数据。UART通信协议中包含以下几个关键部分:
1. 起始位(Start Bit):
- 起始位是数据帧的第一个位,用于标记数据帧的开始。
- 通常设置为0,以区分数据帧的开始和空闲状态(通常为1)。
2. 数据位(Data Bits):
- 数据位是传输数据的核心部分,可以是7、8、9等位数。
- 数据位的位数取决于通信协议的配置,8位是最常见的配置。
3. 奇偶校验位(Parity Bit):
- 奇偶校验位用于错误检测,可以是奇校验、偶校验或无校验。
- 奇校验位确保数据位加上校验位的总数为奇数。
- 偶校验位确保数据位加上校验位的总数为偶数。
- 无校验位意味着不使用校验位,数据帧只包含起始位和数据位。
4. 停止位(Stop Bit):
- 停止位是数据帧的最后一个位,用于标记数据帧的结束。
- 停止位可以是1个或2个,1个停止位是最常见的配置。
- 停止位通常设置为1,以确保数据帧之间的清晰分隔。
UART通信的工作原理是,发送方首先发送起始位,然后是数据位,如果配置了奇偶校验位,则发送相应的校验位,最后发送停止位。接收方根据起始位的检测来同步数据帧的开始,并根据停止位来确定数据帧的结束。
在UART通信中,数据传输是异步的,这意味着发送方和接收方不需要共享时钟信号来同步数据传输。每个数据帧的传输速率(波特率)是独立设置的,允许不同的设备以不同的速率进行通信。
UART通信协议的灵活性和简单性使其在各种应用中非常受欢迎,包括串行控制台、串行外设接口、以及与其他设备的通信。然而,由于其依赖于起始位和停止位来同步数据帧,因此在高速数据传输或长距离通信中可能会受到限制。在这些情况下,可能需要使用更高级的同步通信协议。