一、UART

1、UART和USART的異同？

相同點

• 基本功能：都是用于串行通信的數據收發設備，能夠實現數據在不同設備之間的傳輸。在異步通信模式下，二者的工作方式相似，都使用起始位、數據位、校驗位（可選）和停止位來構成數據幀進行數據傳輸。
• 全雙工通信：都支持全雙工通信，即可以同時進行數據的發送和接收23。

不同點

• 通信模式：
  • UART：只支持異步通信模式，數據發送方和接收方不需要共享時鐘信號，依靠預先設定的波特率來同步發送和接收數據。
  • USART：既支持異步通信模式，也支持同步通信模式。在同步模式下，數據的發送和接收通過共享時鐘信號來同步。
• 時鐘信號：
  • UART：沒有時鐘信號引腳，通信雙方通過事先約定好的波特率來同步通信。
  • USART：在同步模式下，使用一個共享的時鐘信號來同步數據傳輸，需要額外的時鐘引腳（如 SCK）。USART 還可以通過外部時鐘源來提供時鐘信號，或者通過內部時鐘生成。
• 硬件支持：
  • UART：一般接口硬件設計較為簡單，只有發送（TX）和接收（RX）兩個基本功能引腳，適用于異步串行通信場合。
  • USART：除具備 UART 的功能外，還支持同步通信，其硬件能直接與時鐘信號協作，可提高數據傳輸的穩定性和速度，適合長距離或者高速通信。
• 應用場景：
  • UART：常用于較低速、較短距離的通信，如計算機與外設之間的通信、設備配置等簡單數據傳輸場景。
  • USART：適用于更為復雜的通信場景，特別是需要同步傳輸數據、進行高速通信的應用，如 SPI 或 I2S 等協議的硬件實現。
• 引腳數量：
  • UART：通常只需兩個引腳，即 TX（發送）和 RX（接收）。
  • USART：在同步模式下使用時，除了 TX 和 RX 引腳外，還需要額外的時鐘引腳（如 SCK）來同步數據的傳輸。
• 速度與穩定性：
  • UART：速度相對較低，在高波特率下，由于沒有時鐘信號支持，可能會出現誤差或時序問題。
  • USART：由于有同步模式，在高速度和長距離傳輸時能保持數據的穩定性，減少誤碼率。

2、什么是UART？

????????通用異步接收器/發送器，通常稱為UART，是一種廣泛應用于嵌入式領域的串行、異步、全雙工通信協議。?

3、物理連線?

????????UART 通道有兩條數據線。每個設備上都有一個 RX 引腳和一個 TX 引腳（RX 用于接收，TX 用于發送）。每個設備的 RX 引腳都連接到另一個設備的 TX 引腳。

注：沒有共享時鐘線！這是通用異步接收方發送方的“異步”通信！?

4、通信協議?

（1）工作原理：逐位傳輸傳輸數據的每個二進制位?

（2）信號線上的狀態為高時：代表“1”；當信號線上的狀態為低時：代表“0”。

（3）串行通信：指利用一根傳輸線逐位依次傳輸數據，也可以用兩根信號線組成全雙工通信。

（4）異步通信：以一個字符為傳輸單位。兩包數據的間隔時間可以不同，但是數據每個位的間隔時間是固定的。比如傳輸0x02，0000 0010，1和0之間的間隔時間就可以根據設置的波特率，每兩個位之間的傳輸速率就是1/波特率。一般來說，兩個UART設備之間的通信不需要時鐘線。此時，需要在兩個UART設備上指定相同的傳輸速率，以及空閑位、起始位、奇偶校驗位和結束位，即遵循相同的協議。

（5）數據傳輸速率以波特率表示，即每秒傳輸的位數。例如，如果數據傳輸速率為960個字符/秒，每個字符為10位（1個起始位、7個數據位、1個校驗位、1個停止位），則其傳輸的波特率為10×960 = 9600 個字符/秒 = 9600 波特率?

5、數據通信格式

（1）起始位：每次通信開始時，發送方發送一個邏輯“0”信號（VOL），表示傳輸字符的開始。由于總線空閑時為高電平，因此在開始通信時先發送一個與空閑狀態明顯不同的信號，即VOL。

（2）數據位：起始位之后是我們要傳輸的數據。數據位可通常是8位。首先發送最低位，最后發送最高位。用低電平?表示“0”，高電平表示“1”。

（3）奇偶校驗位：將該位添加到數據位后，“1”位的個數應為偶數（偶校驗）或奇數（奇校驗），以驗證數據傳輸的正確性。

a、奇校驗：如果數據位中“1”的個數為偶數，則奇偶校驗位為“1”，如果“1”的個數為奇數，則奇偶校驗位為“0”。

b、偶校驗：如果數據中“1”的個數為偶數，則奇偶校驗位為“0”，如果數據中“1”的個數為奇數，則奇偶校驗位為“1”。

（4）停止位：它是字符數據的結束標記。它可以是 1 位、1.5 位或 2 位 VOH。

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