串口UART

　　串行端口是異步的（不傳輸時(shí)鐘相關(guān)數(shù)據(jù)），兩個(gè)設(shè)備在使用串口通信時(shí)，必須先約定一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸速率，并且這兩個(gè)設(shè)備各自的時(shí)鐘頻率必須與這個(gè)速率保持相近，某一方的時(shí)鐘頻率相差很大都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸混亂。

　　1硬件連接

　　UART可以理解為可以用一線總線就可以完成數(shù)據(jù)的傳輸，連接圖如下

　　VCC用來(lái)給設(shè)備提供電源的，如果設(shè)備有電源，可以省略

　　TX顧名思義就是CPU發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備-對(duì)應(yīng)接設(shè)備的RX

　　RX顧名思義就是CPU接收設(shè)備的數(shù)據(jù)-對(duì)應(yīng)接設(shè)備的TX

　　GND地線的作用，做嵌入式的應(yīng)該必須要了解，沒有GND怎么有參考信號(hào)

　　2軟件通信協(xié)議

　　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)的每個(gè)字符一位接一位地傳輸。

　　串口通信協(xié)議還有很多其他的，詳細(xì)可以看這個(gè)串行總線協(xié)議

　　UART協(xié)議定義，如下圖

　　其中各位的意義如下：

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

　　資料位：緊接著起始位之后。資料位的個(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：資料位加上這一位后，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)），以此來(lái)校驗(yàn)資料傳送的正確性。

　　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)傳輸率同時(shí)也越慢。

　　空閑位：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有資料傳送。

　　波特率：是衡量資料傳送速率的指標(biāo)。表示每秒鐘傳送的符號(hào)數(shù)（symbol）。一個(gè)符號(hào)代表的信息量（比特?cái)?shù)）與符號(hào)的階數(shù)有關(guān)。例如資料傳送速率為120字符/秒，傳輸使用256階符號(hào)，每個(gè)符號(hào)代表8bit，則波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。這兩者的概念很容易搞錯(cuò)。

　　波特率計(jì)算示例

　　如圖：

　　第一個(gè)字節(jié)的10位（1位起始位，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位）共占約1.05ms，這樣可計(jì)算出其波特率約為：10bit/1.05msX1000≈9600bit/s

　　一般UART設(shè)置窗口如下圖

　　3示波器邏輯分析儀測(cè)量UART波形

　　如果你是一個(gè)做嵌入式軟件的，但是你不會(huì)量波形，會(huì)很丟臉，至少我可以知道示波器有一個(gè)AutoSet的按鈕，當(dāng)然，你也可以用邏輯分析儀，這個(gè)對(duì)軟件工程師來(lái)說(shuō)更加方便。

　　下面列舉協(xié)議分析的圖片

　　連續(xù)的數(shù)據(jù)波形：0xFF，0x00，…。，0x80的波形?？梢钥闯觯绻l(fā)送0b00000001，按時(shí)間順序則是，低（起始位），高（1），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0）。但是后面的7個(gè)連續(xù)的低電平連接在一起，就形成了一個(gè)較長(zhǎng)低電平。