串口UART

　　串行端口是異步的（不傳輸時鐘相關數(shù)據），兩個設備在使用串口通信時，必須先約定一個數(shù)據傳輸速率，并且這兩個設備各自的時鐘頻率必須與這個速率保持相近，某一方的時鐘頻率相差很大都會導致數(shù)據傳輸混亂。

　　1硬件連接

　　UART可以理解為可以用一線總線就可以完成數(shù)據的傳輸，連接圖如下

　　VCC用來給設備提供電源的，如果設備有電源，可以省略

　　TX顧名思義就是CPU發(fā)送數(shù)據給設備-對應接設備的RX

　　RX顧名思義就是CPU接收設備的數(shù)據-對應接設備的TX

　　GND地線的作用，做嵌入式的應該必須要了解，沒有GND怎么有參考信號

　　2軟件通信協(xié)議

　　UART作為異步串口通信協(xié)議的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據的每個字符一位接一位地傳輸。

　　串口通信協(xié)議還有很多其他的，詳細可以看這個串行總線協(xié)議

　　UART協(xié)議定義，如下圖

　　其中各位的意義如下：

　　起始位：先發(fā)出一個邏輯”0”的信號，表示傳輸字符的開始。

　　資料位：緊接著起始位之后。資料位的個數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構成一個字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時鐘定位。

　　奇偶校驗位：資料位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應為偶數(shù)（偶校驗）或奇數(shù)（奇校驗），以此來校驗資料傳送的正確性。

　　停止位：它是一個字符數(shù)據的結束標志?？梢允?位、1.5位、2位的高電平。由于數(shù)據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據傳輸率同時也越慢。

　　空閑位：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當前線路上沒有資料傳送。

　　波特率：是衡量資料傳送速率的指標。表示每秒鐘傳送的符號數(shù)（symbol）。一個符號代表的信息量（比特數(shù)）與符號的階數(shù)有關。例如資料傳送速率為120字符/秒，傳輸使用256階符號，每個符號代表8bit，則波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。這兩者的概念很容易搞錯。

　　波特率計算示例

　　如圖：

　　第一個字節(jié)的10位（1位起始位，8位數(shù)據位和1位停止位）共占約1.05ms，這樣可計算出其波特率約為：10bit/1.05msX1000≈9600bit/s

　　一般UART設置窗口如下圖

　　3示波器邏輯分析儀測量UART波形

　　如果你是一個做嵌入式軟件的，但是你不會量波形，會很丟臉，至少我可以知道示波器有一個AutoSet的按鈕，當然，你也可以用邏輯分析儀，這個對軟件工程師來說更加方便。

　　下面列舉協(xié)議分析的圖片

　　連續(xù)的數(shù)據波形：0xFF，0x00，…。，0x80的波形?？梢钥闯?，如果要發(fā)送0b00000001，按時間順序則是，低（起始位），高（1），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0），低（0）。但是后面的7個連續(xù)的低電平連接在一起，就形成了一個較長低電平。