UART通信协议详解：异步工作与帧结构

UART通信协议是一种广泛应用于计算机与串行设备之间通信的接口标准，其全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用异步收发器。这种协议最初是为了兼容RS-232C接口而设计的，使得计算机能够与调制解调器或其他采用RS-232C标准的设备无缝连接。UART的主要功能包括： 1. 数据转换：UART负责将计算机内部的并行数据转换为串行数据流，同时也能将外部串行数据转换成并行形式供计算机使用。这使得数据传输更高效，尤其适合数据量小、传输速度较慢的场景。 2. 奇偶校验：在数据传输过程中，UART会加入奇偶校验位，用于检测数据传输的错误，增加了数据的可靠性。发送端还会在数据流中添加启停位来帮助接收端同步。 3. 中断管理：UART能够处理来自键盘、鼠标等串行设备的中断信号，以及与外部设备的同步问题，确保通信的准确性和稳定性。 4. 数据缓冲：高级的UART，如16550，具有输入输出数据缓冲区，能够在CPU处理数据之前暂时存储数据，提高了数据传输的效率。相比之下，早期的UART如8250则没有这样的功能。 1. UART工作特点： - 异步通信：UART协议基于异步通信，不需要同步发送和接收时钟，而是通过数据采样来判断数据位。常见的波特率如38400bps或9600bps。 - 字符格式：每个UART帧包含1个起始位、5到8个数据位、可选的奇偶校验位（1位）和1个停止位，总长度根据配置变化。 - MAX-IDL参数：用于设定空闲字符的数量，当连续接收到超过预设数量的空闲字符时，UART会产生中断，通知CPU从缓冲区读取数据，实现帧的区分。 2. 地址识别：在多站系统中，每个设备都有一个唯一的地址，以便正确解析接收到的数据帧。帧可能包含多个站的信息，通过地址字段来标识发送者。 UART通信协议是一种基础且重要的串行通信接口技术，它的设计和实现对于现代电子设备之间的通信至关重要。理解这些特性有助于开发人员更好地设计和调试串行通信系统。