UART 接口详解

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一、串行通信与并行通信概念

在微型计算机中,通信(数据交换)有两种方式:串行通信和并行通信。

  1. 串行通信 串行通信是指计算机与I/O设备之间数据传输的各位按顺序依次进行传送。通常数据在一根数据线或一对差分线上传输。
  2. 并行通信 并行通信是指计算机与I/O设备之间通过多条传输线交换数据,数据的各位同时进行传送。 二者比较:串行通信通常传输速度慢,但使用的传输设备成本低,可利用现有的通信手段和通信设备,适合于计算机的远程通信;并行通信的速度快,但使用的传输设备成本高,适合于近距离的数据传送。需要注意的是,对于一些差分串行通信总线,如RS-485、RS-422、USB等,它们的传输距离远,且抗干扰能力强,速度也比较快。

二、异步串行方式的特点

所谓异步通信,是指数据传送以字符为单位,字符与字符间的传送是完全异步的,位与位之间的传送基本上是同步的。异步串行通信的特点可以概括为:

  1. 以字符为单位传送信息。
  2. 相邻两字符间的间隔是任意长。
  3. 因为一个字符中的波特位长度有限,所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以。
  4. 异步方式特点就是:字符间异步,字符内部各位同步。

三、异步串行方式的数据格式

异步串行通信的数据格式,每个字符(每帧信息)由4部分组成:

  1. 1位起始位,规定为低电平0。
  2. 5~8位数据位,即要传送的有效信息。
  3. 1位奇偶校验位。
  4. 1~2位停止位,规定为高电平1。

四、同步串行方式的特点

所谓同步通信,是指数据传送是以数据块(一组字符)为单位,字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。同步串行通信的特点可以概括为:

  1. 以数据块为单位传送信息。
  2. 在一个数据块(信息帧)内,字符与字符间无间隔。
  3. 因为一次传输的数据块中包含的数据较多,所以接收时钟与发送时钟严格同步,通常要有同步时钟。

五、同步串行方式的数据格式

同步串行通信的数据格式,如图9-2所示,每个数据块(信息帧)由3部分组成:

  1. 2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志。
  2. n个连续传送的数据。
  3. 2字节循环冗余校验码(CRC)。