UART:串行通信协议详解
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更新于2024-09-13
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"UART-SPI-IIC通信协议文档"
UART(通用异步接收发送器,Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种广泛应用于嵌入式系统中的串行通信接口,允许设备进行全双工数据传输。它能够将并行数据转换为串行数据流,同时也可将接收到的串行数据转换回并行数据,以便内部处理。UART不仅用于设备间的通信,还负责处理中断信号,例如来自键盘或鼠标的信号,并且在一些高级版本中,如16550 UART,还提供了数据缓冲区,增强了数据处理能力。
在硬件接口方面,UART通常包含两个主要端口:TX(数据发送)和RX(数据接收)。当两个设备通信时,它们的TX连接到对方的RX,反之亦然,从而形成一个简单的通信链路。例如,常见的USB接口实际上就是基于UART的通信方式。
UART的工作原理包括发送和接收两个主要过程。在发送时,数据从发送FIFO(先进先出队列)读取,经过“并行到串行”的转换,然后以起始位开始,接着是数据位(低位先发),奇偶校验位(如果启用),最后是停止位。接收端则在检测到起始位后,进行“串行到并行”转换,并检查可能的错误,如溢出、奇偶校验错误、帧错误和线中止错误。
波特率的设定是UART通信的关键部分,通过一个22位的波特率除数来确定位周期,由16位整数和6位小数组成。这使得UART在高系统时钟频率下能够精确地生成各种标准波特率,确保数据传输的准确无误。
在实际操作中,当数据被写入发送FIFO时,UART开始按照预设的参数(如波特率、数据位数、停止位数和校验类型)发送数据。发送过程中,UART的忙标志位BUSY保持有效,表明设备正忙于传输。直到发送FIFO为空,发送过程才会结束。接收过程类似,当数据从线路接收并被写入接收FIFO时,可以进行相应的错误检测和数据处理。
UART因其简单、灵活的特性,成为嵌入式系统中连接不同设备的标准选择,尤其是在需要低速通信的场合。尽管现代有许多其他高速通信协议,如SPI(串行外围接口)和I2C(集成电路间通信),但UART仍然在很多应用中占有一席之地,特别是在需要低功耗和简单接口的场合。
2020-12-22 上传
2023-10-10 上传
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林戈100
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