什么是 UART

UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)中，UART用來(lái)與PC進(jìn)行通信，包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。

UART通信

UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來(lái)傳輸。消息幀從一個(gè)低位起始位開始，后面是7個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)可用的奇偶位和一個(gè)或幾個(gè)高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時(shí)它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時(shí)鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來(lái)幫助錯(cuò)誤校驗(yàn)。

在接收過(guò)程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對(duì)進(jìn)來(lái)的字節(jié)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。UART也產(chǎn)生額外的信號(hào)來(lái)指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個(gè)奇偶錯(cuò)誤，UART就置位奇偶標(biāo)志。

數(shù)據(jù)方向和通信速度

數(shù)據(jù)傳輸可以首先從最低有效位（LSB）開始。然而，有些UART允許靈活選擇先發(fā)送最低有效位或最高有效位（MSB）。

微控制器中的UART傳送數(shù)據(jù)的速度范圍為每秒幾百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高達(dá)1.1152Mbps。UART波特率還受發(fā)送和接收線對(duì)距離（線長(zhǎng)度）的影響。

目前，市場(chǎng)上有只支持異步通信和同時(shí)支持異步與同步通信的兩種硬件可用于UART。前者就是UART名字本身的含義，在摩托羅拉微控制器中被稱為串行通信接口（SCI）；Microchip微控制器中的通用同步異步收發(fā)器（USART）和在富士通微控制器中的UART是后者的兩個(gè)典型例子。

計(jì)算機(jī)中的UART

UART是計(jì)算機(jī)中串行通信端口的關(guān)鍵部分。在計(jì)算機(jī)中，UART相連于產(chǎn)生兼容RS232規(guī)范信號(hào)的電路。RS232標(biāo)準(zhǔn)定義邏輯“1”信號(hào)相對(duì)于地為 3到25伏，而邏輯“0”相對(duì)于地為-3到-25伏。所以，當(dāng)一個(gè)微控制器中的UART相連于PC時(shí)，它需要一個(gè)RS232驅(qū)動(dòng)器來(lái)轉(zhuǎn)換電平。調(diào)制解調(diào)器的通訊速度。波特率是指線路狀態(tài)更改的次數(shù)。只有每個(gè)信號(hào)符合所傳輸數(shù)據(jù)的一位時(shí)，才等于每秒位數(shù)。

為了在彼此之間通訊，調(diào)制解調(diào)器必須使用相同的波特率進(jìn)行操作。如果將調(diào)制解調(diào)器的波特率設(shè)置為高于其他的調(diào)制解調(diào)器的波特率，則較快的調(diào)制解調(diào)器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調(diào)制解調(diào)器。

波特率（BaudRate）

模擬線路信號(hào)的速率，也稱調(diào)制速率，以波形每秒的振蕩數(shù)來(lái)衡量。如果數(shù)據(jù)不壓縮，波特率等于每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如果數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，那么每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)通常大于調(diào)制速率，使得交換使用波特和比特/秒偶爾會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。

波特率是指數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制速率，它用單位時(shí)間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來(lái)表示，其單位是波特（Baud）。波特率與比特率的關(guān)系是比特率=波特率X單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。

在信息傳輸通道中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號(hào)單元叫碼元，每秒鐘通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼元傳輸速率，簡(jiǎn)稱波特率。波特率是傳輸通道頻寬的指標(biāo)。

每秒鐘通過(guò)信道傳輸?shù)男畔⒘糠Q為位傳輸速率，簡(jiǎn)稱比特率。比特率表示有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。

波特率

電子通信領(lǐng)域，波特率即調(diào)制速率，指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的波特?cái)?shù)，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)信號(hào)傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。波特率有時(shí)候會(huì)同比特率混淆，實(shí)際上后者是對(duì)信息傳輸速率（傳信率）的度量。波特率可以被理解為單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元符號(hào)的個(gè)數(shù)（傳符號(hào)率），通過(guò)不同的調(diào)制方法可以在一個(gè)碼元上負(fù)載多個(gè)比特信息。

波特率與比特率

比特率 在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，它用單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位（bit）數(shù)來(lái)表示，其單位為每秒比特?cái)?shù)bit/s（bps）、每秒千比特?cái)?shù)（Kbps）或每秒兆比特?cái)?shù)（Mbps）來(lái)表示（此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器容量時(shí)的1024和1048576）。

波特率 波特率指數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制速率，它用單位時(shí)間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來(lái)表示，其單位為波特（Baud）。波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。

如何區(qū)分兩者？顯然，兩相調(diào)制（單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)1個(gè)二進(jìn)制位）的比特率等于波特率；四相調(diào)制（單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)2個(gè)二進(jìn)制位）的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制（單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)3個(gè)二進(jìn)制位）的比特率為波特率的三倍；依次類推。

編輯：jq