uart串口通信原理是什么?

uart串口通信原理是什么?
2022-11-18
產(chǎn)品新聞
瀏覽量
uart串口通信原理是什么?

UART通信協(xié)議是什么?

UART作為異步串口通信協(xié)議的一種,工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每一個(gè)字符一位一位地傳輸。其中每一位(bit)的意義如下:

起始位:先發(fā)出一個(gè)邏輯“0”的信號(hào),表示傳輸字符開始。

數(shù)據(jù)位:緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是4、5、6、7、8等,構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送,靠時(shí)鐘定位。

奇偶校驗(yàn)位:數(shù)據(jù)位加上這一位后,使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn)),以次來校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確性。

停止位:它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志??梢允?位、1.5位、2位的高電平。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的,并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘,很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束,并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的位數(shù)越多,不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大,但是數(shù)據(jù)傳輸率也就越慢。

空閑位:處于邏輯“1”狀態(tài),表示當(dāng)前線路上沒有數(shù)據(jù)傳輸。


UART串口通信的工作原理

(1)發(fā)送數(shù)據(jù)過程

空閑狀態(tài),線路處于高電平;當(dāng)收到發(fā)送指令后,拉低線路的一個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間T,接著數(shù)據(jù)按低位到高位依次發(fā)送,數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,接著發(fā)送奇偶校驗(yàn)位和停止位,一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完成。

(2)數(shù)據(jù)接收過程:

空閑狀態(tài),線路處于高電平;當(dāng)檢測(cè)到線路的下降沿(高電平變?yōu)榈碗娖剑r(shí)說明線路有數(shù)據(jù)傳輸,按照約定的波特率從低位到高位接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)接收完畢后,接著接收并比較奇偶校驗(yàn)位是否正確,如果正確則通知后續(xù)設(shè)備接收數(shù)據(jù)或存入緩沖。

由于UART是異步傳輸,沒有傳輸同步時(shí)鐘,為了保證數(shù)據(jù)的正確性,UART采用16倍數(shù)據(jù)波特率的時(shí)鐘進(jìn)行采樣。每個(gè)數(shù)據(jù)有16個(gè)時(shí)鐘采樣,取中間的采樣值,以保證采樣不會(huì)滑碼或誤嗎。一般UART一幀的數(shù)據(jù)位數(shù)為8,這樣即使每個(gè)數(shù)據(jù)有一個(gè)時(shí)鐘的誤差,接收端也能正確地采樣到數(shù)據(jù)。

UART的接收數(shù)據(jù)時(shí)序?yàn)椋寒?dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)的下降沿時(shí),表明線路上有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,這是計(jì)數(shù)器CNT開始計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)器為24=16+8時(shí),采樣的值為第0位數(shù)據(jù);當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為40時(shí),采樣的值為第一位數(shù)據(jù),依次類推,進(jìn)行后面6個(gè)數(shù)據(jù)的采樣。如果需要進(jìn)行奇偶校驗(yàn),則當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為152時(shí),采樣的值即為奇偶位;當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為168時(shí),采樣的值為“1”表示停止位,數(shù)據(jù)接收完成。