嵌入式系统中的UART通信——国家车联网产业标准解析

"使用串口进行数据交换-国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)" 本文主要探讨了在车联网产业标准体系建设中，如何利用串行通信接口（UART）进行数据交换，这一技术对于实现车辆与其他设备间高效、可靠的通信至关重要。在车联网中，串口通信因其简单、低功耗和成本效益而被广泛采用。 首先，我们了解串口通信的基本概念。串口通信，也称为UART（通用异步接收/发送器），是微控制器和计算机之间常用的一种通信方式。它通过串行方式传输数据，即数据一位接一位地传输，相对于并行通信，串口需要较少的引脚，简化了硬件设计，降低了成本。 在描述中提到的图5.12展示了使用串口进行数据交换的过程，这通常涉及到设备间的连接配置、波特率设置、数据格式（例如奇偶校验、停止位等）以及握手协议（如RS-232或RS-485）。图5.13描绘了如何使用串口与个人计算机（PC）进行通讯，这对于调试和监控系统状态非常有用。而图5.14则展示了LPC178x/177x系列微控制器中UART1与Modem接口的电路设计，这种设计确保了嵌入式系统能够通过调制解调器与远程设备进行通信。 LPC178x/177x是NXP半导体公司生产的一系列基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，它们内置了UART模块，支持多种通信模式，包括标准的UART、LIN（Local Interconnect Network）和IrDA（Infrared Data Association）红外通信。这些功能使得LPC178x/177x成为车联网应用的理想选择，因为它们可以轻松地与其他设备进行串行通信。 UART的结构如图5.15所示，主要包括发送器和接收器两部分。发送器负责将CPU提供的并行数据转换为串行流，而接收器则将接收到的串行数据恢复成并行形式供CPU处理。此外，UART还包括波特率发生器，用于确定数据传输速率；以及数据缓冲区，用于临时存储待发送或已接收的数据。 嵌入式系统是本文的基础，它们是指集成在设备内部、具有特定功能的计算系统。嵌入式系统无处不在，涵盖了从家用电器到汽车、医疗设备等多个领域。系统的特点包括专用性、实时性、低功耗和小型化。随着技术的发展，嵌入式系统越来越依赖于高效的通信协议，如UART，来实现物联网(IoT)中的设备互联。 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，根据其架构和功能，可以分为微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、应用处理器(AP)等多种类型。嵌入式操作系统则是管理这些处理器并提供软件开发环境的关键组件，它们可以是实时操作系统(RTOS)、轻量级操作系统(Linux、FreeRTOS等)或微内核系统。 本文深入介绍了在车联网中使用串口通信的重要性，并通过具体的例子和电路图解释了LPC178x/177x微控制器在UART通信中的应用，以及串口通信在嵌入式系统中的角色。这些知识对于理解和实现车联网中的数据交换标准至关重要。