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UART的基础简介

2018年01月25日 16:35 次阅读

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通用异步收发器。

UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是,它提供了RS-232C数据终端设备接口,这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。

作为接口的一部分,UART还提供以下功能:将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来的串行数据转换为字节,供计算机内部使用并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入奇偶校验位,并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记,并从接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信号(键盘和鼠票也是串行设备)。可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。有一些比较高档的UART还提供输入输出数据的缓冲区,现在比较新的UART是16550,它可以在计算机需要处理数据前在其缓冲区内存储16字节数据,而通常的UART是8250。现在如果您购买一个内置的调制解调器,此调制解调器内部通常就会有16550 UART。

UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART用来与PC进行通信,包括与监控调试器和其它器件,如EEPROM通信

UART用一条传输线将数据一位位地顺序传送,以字符为传输单位

通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的, 然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的

数据传送速率用波特率来表示, 指单位时间内载波参数变化的次数, 或每秒钟传送的二进制位数

如每秒钟传送240个字符, 而每个字符包含10位(1个起始位, 1个停止位, 8个数据位), 这时的波特率为2400Bd

传输时序如下图

UART定义、特征及使用方法

在UART中,信号线上共有两种状态, 分别用逻辑1(高电平)和逻辑0(低电平)来区分

在空闲时, 数据线应该保持在逻辑高电平状态

其中各位的意义如下

起始位(Start Bit): 先发出一个逻辑0信号, 表示传输字符的开始

数据位(Data Bits): 可以是5~8位逻辑0或1. 如ASCII码(7位), 扩展BCD码(8位)小端传输

校验位(Parity Bit): 数据位加上这一位后, 使得1的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)

停止位(Stop Bit): 它是一个字符数据的结束标志。 可以是1位、1.5位、2位的高电平

空闲位: 处于逻辑1状态, 表示当前线路上没有资料传送

简单的讲:(UART与COM)

嵌入式里面说的串口,一般是指UART口, 但是我们经常搞不清楚它和COM口的区别, 以及RS232, TTL等关系, 实际上UART,COM指的物理接口形式(硬件), 而TTL、RS-232是指的电平标准(电信号)。

UART有4个pin(VCC, GND, RX, TX), 用的TTL电平, 低电平为0(0V),高电平为1(3.3V或以上)。

UART定义、特征及使用方法

COM口是我们台式机上面常用的口(下图),9个pin, 用的RS232电平, 它是负逻辑电平,它定义+5~+12V为低电平,而-12~-5V为高电平

UART定义、特征及使用方法

详细的说:

UART的特征

一般uart控制器在嵌入式系统里面都做在cpu一起,像飞思卡尔的IMX6芯片就是这样,有多个uart控制器。

引脚介绍(COM口比较多pin,但是常用的也是这几个):

VCC:供电pin,一般是3.3v,在我们的板子上没有过电保护,这个pin一般不接更安全

GND:接地pin,有的时候rx接受数据有问题,就要接上这个pin,一般也可不接

RX:接收数据pin

TX:发送数据pin,我之前碰到串口只能收数据,不能发数据问题,经baidu,原来是设置了流控制,取消就可以了,适用于putty,SecureCRT

在调试的时候, 多数情况下我们只引出rx,tx即可。 比如调试gps模块, IC数据直接通过uart上报,我就直接用了两个线连出了rx,tx,连上串口转USB小板, 电脑从串口直接获取数据,这样跳过了开发板,测试了gps的数据有没有问题。

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