原创 UART

 2009-12-3 11:51  1814 6 6 分类: 通信

   串行通信就是数据位按时间顺序一位一位地发送接收，其中同步串行通信数据的传输必须包含数据信号和时钟信号，例如I2C，SPI等都有时钟信号，所以一般速率高但通信距离短，甚至就是板内或板间通信。异步串行通信不包含时钟信号，如何理解一个数据位是靠双方预先协商，例如使用9600B的速率就定了一位数据的时间大概是100来us，再定一个法则就可以进行通信了，例如要起始通信，用一个0表示，然后就是n
位数据，再就是校验，停止之类表示一个完整数据帧，一般PC的232接口和MCU的UART都遵循兼容的法则。
   UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置，UART是一个并行输入成为串行输出的端口，通常集成在MCU上，。因为计算机内部采用并行数据，不能直接把数据发到Modem，必须经过UART整理才能进行异步传输，其过程为：CPU先把准备写入串行设备的数据放到UART的寄存器（临时内存块）中，再通过FIFO（First Input First Output，先入先出队列）传送到串行设备，若是没有FIFO，信息将变得杂乱无章。
   UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是7个或8个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。接收器发现开始位时它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结束位，对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字节从串行转换成并行。UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如，如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇偶标志。

　在电气性能上，UART支持RS-232C数据终端设备接口，这样MCU就可以和使用RS-232C接口的串行设备通信了。接口的电气特性在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”-5— -15V；逻辑“0”+5— +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号作为逻辑“1”。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、115200波特率。在通信速率低于20kb/s时，RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m。
RS232接口定义如下: