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概述 UART全称是Universal Asynchronous Receiver/Transmitter。中文意思是通用异步接收/发送装置。或通用异步接收器-发射器是最常用的设备到设备通信协议之一。本文介绍如何按照标准过程将 UART 用作硬件通信协议。

正确配置后，UART可以使用许多不同类型的串行协议，这些协议涉及发送和接收串行数据。在串行通信中，数据使用单线或电线逐位传输。在双向通信中，我们使用两条线进行成功的串行数据传输。根据应用和系统要求，串行通信需要较少的电路和电线，从而降低了实施成本。

在本文中，我们将讨论使用 UART 时的基本原则，重点是数据包传输、标准帧协议和自定义帧协议，这些协议在实现时（尤其是在代码开发期间）是安全合规性的增值功能。在产品开发过程中，本文档还旨在分享在检查数据手册的实际使用情况时的一些基本步骤。
在文章的最后，目标是更好地理解和遵守UART标准，以最大限度地提高功能和应用，特别是在开发新产品时。
“沟通最大的问题，在于以为沟通已经发生。"——萧伯纳 通信协议在组织设备之间的通信方面起着重要作用。它根据系统要求以不同的方式设计，并且这些协议具有设备之间商定的特定规则以实现成功的通信。

嵌入式系统、微控制器和计算机大多使用UART作为设备到设备硬件通信协议的一种形式。在可用的通信协议中，UART仅使用两根电线作为其发送端和接收端。

尽管它是一种广泛使用的硬件通信协议方法，但它并没有一直完全优化。在微控制器内部使用UART模块时，通常会忽略帧协议的正确实现。
根据定义，UART是一种硬件通信协议，它使用具有可配置速度的异步串行通信。异步意味着没有时钟信号来同步从发送设备到接收端的输出位。
接口

图1.两个UART直接相互通信。

每个UART设备的两个信号被命名为：

发射器（发射）

接收器（接收）

每个设备的发射器和接收器线的主要目的是发送和接收用于串行通信的串行数据。

带数据总线的UART。

发送UART连接到以并行形式发送数据的控制数据总线。由此，数据现在将在传输线（线）上串行地一点一点地传输到接收UART。反过来，这将把串行数据转换为接收设备的并行数据。
UART线路用作向另一个数据发送和接收数据的通信介质。请注意，UART设备具有专用于发送或接收的发送和接收引脚。
对于UART和大多数串行通信，需要在发送和接收设备上设置相同的波特率。波特率是信息传输到通信通道的速率。在串行端口上下文中，设置的波特率将用作每秒要传输的最大位数。
表1总结了我们必须了解的有关UART的知识。
表 1.UART摘要

电线 2

速度 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 921600, 1000000, 1500000

传输方法 异步

最大母版数量 1

最大从属数量 1

UART接口不使用时钟信号来同步发射器和接收器设备;它异步传输数据。发射器不是时钟信号，而是基于其时钟信号生成比特流，而接收器则使用其内部时钟信号对传入数据进行采样。通过在两个设备上具有相同的波特率来管理同步点。否则可能会影响发送和接收数据的时间，从而导致数据处理过程中出现差异。波特率的允许差异高达10%，在位的时序偏离太远之前。
数据传输 在UART中，传输模式是数据包的形式。连接发射器和接收器的部分包括创建串行数据包并控制这些物理硬件线路。数据包由起始位、数据帧、奇偶校验位和停止位组成。
图3.UART 数据包。 起始位