UART协议帧格式详解与应用

"UART协议帧格式讲解" UART，全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用异步收发传输器，是一种广泛应用于嵌入式系统和单片机中的串行通信接口。UART允许设备通过两根数据线进行全双工通信，即数据的发送和接收可以同时进行，提供了一种简单而有效的方式来实现设备间的通信。 UART协议帧格式是确保数据正确传输的关键。一个完整的UART帧包括以下几个部分： 1. **起始位**：帧的开始由一个低电平（0）的逻辑位标记，表明数据传输即将开始。 2. **数据位**：接着是实际要传输的数据，数据位的长度可变，通常为5至8位，其中8位是最常见的选择。数据位的传输顺序是从低位到高位，例如一个8位的数值0X33（二进制表示为00110011），在UART中会从最低位开始发送。 3. **校验位**（可选）：用于检测数据传输过程中是否出现错误。校验位可以是奇校验或偶校验，确保数据位加上校验位后的1的总数为奇数或偶数。 4. **停止位**：数据传输结束的标志，通常为1、1.5或2位的高电平逻辑1。停止位的存在让接收端有足够的时间来识别数据帧的结束。 5. **空闲位**：在没有数据传输时，数据线保持高电平状态，表示当前线路为空闲。 UART的传输速率由**波特率**决定，单位为bps（比特每秒）。例如，波特率9600bps意味着每秒可以传输9600个比特。在UART的异步传输中，不同字符之间的传输时间间隔是不确定的，但每个字符内部相邻位的时间间隔是固定的。波特率的设置需确保通信双方一致，否则会导致数据错乱。 在实际应用中，发送0X33（00110011）的数据帧，其对应的波形会显示为一系列高低电平的交替，其中低电平表示0，高电平表示1。数据传输完成后，如果要发送其他数据，如0X35，会继续按照相同的帧格式进行，但两个数据帧之间的间隔是不固定的。 UART协议帧格式的详细理解对于进行单片机与PC或其他设备间的可靠通信至关重要，通过精确控制起始位、数据位、校验位、停止位以及波特率，可以在异步环境下实现高效且准确的数据交换。