UART接口介绍

UART接口介绍

    UART是Universal Asynchronous Receiver and Transmitter简称，中文为通用异步接收和发送器，是常用的串行通讯接口。

一、数据格式

    UART作为异步传输接口，接口不需要共用同一个时钟，只需通讯双方在传输过程中的时钟频率大小保持一致。

图1 数据帧结构

    数据帧包括：起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

起始位：表明将要发送数据，起始位为低电平“0”。

数据位：数据位可以是5 bits、6 bits、7 bits或者8 bits，常用为8 bits（ASCII码）。

奇偶校验位：用于表示所传输的数据位中1的个数，奇数个1则为1，偶数个1则为0。

停止位：表明数据传输结束，停止位为高电平“1”。

    空闲状态：

当UART未发送数据时，数据线TX、RX状态为高电平“1”。

    波特率：每秒钟传输的数据位，此时可以等同于比特率。常用的UART波特率为：9600、115200。

二、工作原理

    UART控制器中包含四种寄存器：输出缓存寄存器、输出移位寄存器、输入缓存寄存器、输入移位寄存器。

    输出缓存寄存器：该寄存器用来存放处理传输过来的并行数据。

    输出移位寄存器：读取输出缓存寄存器中的值，将并行数据串行输出，LSB先传输。

    输入移位寄存器：接收对方UART接口传输的串行数据，一帧数据接收完毕后，将把数据传输给输入缓存寄存器。

    输入缓存寄存器：保存从输入移位寄存器传递过来的串行数据。

图2 UART工作原理

UART接口数据线：

1、RX：接收数据

2、TX：发送数据

3、GND：数字地

4、VCC：直流电源

三、电平转化

    UART采用TTL电平，若两台嵌入式设备通讯，可以直接连接。PC采用逻辑负电平，PC与嵌入式设备通讯，就必须通过芯片MAX232进行电平转化。

逻辑负电平：逻辑“1”（-5V -- -15V），逻辑“0”（5V --- 15V）