UART总线的通信简介和工作原理详细概述

　　还记得当年的打印机，鼠标和调制解调器吗？他们都有巨大笨重的连接器和粗电缆，并且必须拧到你的电脑上。这些设备正是使用 UART 协议与计算机进行通信。虽然 USB 几乎完全取代了旧的电缆和连接器，但 UART 绝对没有过时。您会发现目前许多项目中使用 UART 的 GPS 模块、蓝牙模块和 RFID 读卡器模块等连接到 Raspberry Pi，Arduino 或其他微控制器上。通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常称作 UART。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART 通常被集成于其他通讯接口的连结上。它不是像 SPI 和 I2C 这样的通信协议，而是微控制器中独立的物理电路或独立的 IC。 UART 最好的一点是它只使用两根线就可以在设备之间传输数据，UART 背后的原理很容易理解。

　　UART 通信简介

　　在 UART 通信中，两个 UART 直接相互通信。发送 UART 将来自 CPU 等控制设备的并行数据转换为串行形式，并将其串行发送到接收 UART，接收 UART 然后将串行数据转换回接收设备的并行数据。在两个 UART 之间传输数据只需要两根线。数据从发送 UART 的 Tx 引脚流向接收 UART 的 Rx 引脚：

　　UART 以异步方式发送数据，这意味着没有时钟信号将发送 UART 的位输出与接收 UART 的位采样同步。发送 UART 不是时钟信号，而是将开始和停止位添加到正在传输的数据包中。这些位定义数据包的开始和结束，因此接收 UART 知道何时开始读取位。当接收 UART 检测到起始位时，它开始以称为波特率的特定频率读取输入位。波特率是数据传输速度的度量，以每秒位数（bps）表示。两个 UART 必须以大致相同的波特率运行。发送和接收 UART 之间的波特率只能相差 10％左右。两个 UART 还必须配置为发送和接收相同的数据包结构。