介绍

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter（通用异步收发器，简称UART）是一种常见的串行通信协议。它被广泛应用于嵌入式系统和计算机通信中，因为它非常简单，易于实现，并且节省资源。UART与通常的串行通信协议（例如SPI和I2C）不同，因为它是一种异步协议，而不是同步协议。在此文章中，我们将详细探讨UART的工作原理和应用场景。

基本概念

UART协议传输的数据是一个比特流，每个数据字节至少有一个起始位和一个停止位。 在这些位之间，可能有四到八个数据位，它们通常由发送方先发送。UART 还可以支持奇偶校验，以确保数据的完整性。 在奇偶性检查位中，发送方可以选择将其设置为奇数、偶数或无。奇偶校验通常是将数据位数加一，使其变为奇数或偶数。

UART速率

UART的速率是指数据位在每秒钟传输的数量。 它通常用波特（baud）表示，波特是指每秒钟传输的符号或波。 很容易混淆“波特率”和“数据传输速率”，但这两个术语的含义并不相同。 在 UART 中，每个波特可以传输一个或多个数据位。 设置UART的波特率取决于发送方和接收方的波特率。

UART接口

UART协议是基于串行通信的，通常使用单一的线路传输数据。 UART接口通常由以下几个引脚组成：

TXD (Transmission Signal)：发送信号输出，与另一设备的RXD (Receive Signal) 相连接

RXD (Receive Signal)：接收信号输入，与TXD相连接

GND (Ground)：接地引脚

VCC (Voltage Common Collector)：供电引脚

连接 UART 接口需要确保 TXD 引脚连接到另一台设备的 RXD 引脚， 另一侧的 TXD 引脚与本地的 RXD 引脚相连。同时，GND 和 VCC 连接到电路板的接地和电源连接点上。

UART与计算机通信

在计算机通信中，UART是一种最常用的串行通信接口。通常用于连接计算机与外围设备，例如打印机、模拟调制解调器、调制解调器和其他串口设备。 现代计算机通常提供多个串口，这使得同时连接多个串口设备成为可能。

UART与嵌入式系统

嵌入式系统通常需要与其他设备通信，并且UART是其中一种常见的通信方式。 可以通过UART从嵌入式系统发送和接收数据。 常见的用例包括调试、传输命令和控制信号等。

UART与I2C和SPI的不同之处

与I2C和SPI相比，UART是一种比较简单的协议。 它不需要时钟线，并且是半双工协议，这意味着数据只能在一些特定的时刻传输。 相比之下，I2C和SPI使用更高级别的通信协议，可以在任何时候传输数据。

结论

总的来说，UART协议是一种基于串行通信的简单、易于实现、常见的通信协议。 它通常用于嵌入式系统和计算机通信中，使用UART接口进行通信。虽然与其他通信协议相比，UART可能不如它们强大和灵活，但它仍然是适用于许多简单通信环境的选择。