什么是usart？和其他通信又有什么區別？

如下圖：

????????USART是一種用于串行通信的設備，可以在同步和異步模式下工作。

????????usart有兩根數據線，一根發送線（tx）一根接收線（rx），它可以實現同時的雙向通信，因此是一種全雙工串行通信，但是其缺陷是支持點對點，不支持多設備

常用設備：比如usb轉ttl，藍牙模塊等

異步模式

在異步模式下，USART不使用時鐘信號來同步發送和接收的數據，而是依賴于雙方設置的相同波特率。數據傳輸通過起始位、數據位、奇偶校驗位（可選）和停止位來實現同步。

• 起始位：表示數據傳輸的開始，通常為低電平。
• 數據位：實際傳輸的數據位，可以是5到9位。
• 奇偶校驗位：用于檢測傳輸錯誤（可選）。
• 停止位：表示數據傳輸的結束，通常為高電平。

同步模式

在同步模式下，USART使用一個額外的時鐘信號（SCLK）來同步發送和接收的數據。發送方和接收方共享這個時鐘信號，確保數據傳輸的同步和準確性。

• 數據位：與異步模式相同，可以是5到9位。
• 時鐘信號（SCLK）：用于同步發送和接收的數據。
• 同步數據幀：數據幀的結構與異步模式相似，但在時鐘信號的同步下進行傳輸。

但是在一般不加時鐘的多，一般用異步。

數據傳輸過程

1. 初始化：在使用USART進行通信前，需要配置USART的波特率、數據位、奇偶校驗位、停止位和工作模式（同步或異步）。
2. 發送數據：將數據寫入發送數據寄存器，USART會根據配置的波特率和其他參數自動發送數據。
3. 接收數據：當USART接收到數據后，會將其存儲在接收數據寄存器中，可以通過中斷或輪詢的方式讀取數據。

雙工模式介紹：

1. 全雙工（Full Duplex）：USART在全雙工模式下，可以同時發送和接收數據。它通常使用兩個獨立的數據線：TX（發送）和RX（接收）。全雙工通信提高了數據傳輸的效率，因為發送和接收操作不會互相阻塞。

2. 半雙工（Half Duplex）：雖然USART的硬件設計支持全雙工，但它也可以配置為半雙工模式。在半雙工模式下，同一時間只能發送或接收數據，而不能同時進行。這種模式通常使用一根數據線（通常是TX/RX共用一根線），需要切換方向來發送或接收數據。

3. 單工（Simplex）：單工通信是指數據只能單向傳輸，即只能發送或只能接收，不能同時進行。雖然USART硬件一般不用于單工通信，但在某些特定應用場景中，可以將其配置為單工模式

接線：

在這我們一般取用異步接線，

TX與RX要交叉連接，因為對于設備2來說，設備1的發送（tx）就是它的接收（rx），對方同理。

電平標準：

????????電平標準是數據1和數據0的表達方式，是傳輸線纜中人為規定的電壓與數據的對應關系，串口常用的電平標準有如下三種：

???????? TTL電平：+3.3V或+5V表示1，0V表示0

???????? RS232電平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0

????????RS485電平：兩線壓差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信號）

串口參數時序：

波特率：串口通信的速率

起始位：標志一個數據幀的開始，固定為低電平

數據位：數據幀的有效載荷，1為高電平，0為低電平，低位先行

校驗位：用于數據驗證，根據數據位計算得來

停止位：用于數據幀間隔，固定為高電平

數據包：

HEX：

? ? ? ?

文本：

疑問解答：

看到這是不是有了一些疑問？

1.既然大部分是利用異步通信，那么他們是如何保證數據發送和接收不會錯誤？

2.usart和uart是一個嗎？有區別嗎？

3.usart和iic、rs485、can等又有什么區別？

答

1.????????

????????既然雙設備利用串行雙向發送，那么發送和接收肯定要約定好一個頻率，主機按照一定頻率發送，從機按照一定頻率接收，這樣子才不會出現丟包、空包。因此，在這里面，就出現了一種通信參數，叫做波特率。????????

????????發送端和接收端必須配置相同的波特率，即每秒鐘傳輸的比特數。以此保證串口每發送的一位數據，其都能接收到，常見波特率：9600、115200、19200。

2.

• USART：支持同步和異步兩種模式。在同步模式下，USART使用時鐘信號進行數據同步傳輸，這意味著發送和接收需要共享一個時鐘信號。在異步模式下，USART的工作方式與UART相同，不需要共享時鐘信號。
• UART：只支持異步模式，不需要共享時鐘信號，發送和接收數據通過串行數據線進行。

????????主要的區別在于 USART 具有同步傳輸的能力，可以通過外部時鐘源進行精確的時鐘同步，而 UART 只能支持異步傳輸。USART 在物理層面的連接和電信號處理方面也稍有區別。

????????因此，選擇使用 UART 還是 USART 取決于具體的應用需求。如果只需要基本的異步傳輸功能，可以選擇 UART。如果需要同步傳輸或更高級的功能，如多主機通信、同步通信等，可以選擇 USART。

3.