UART通用異步收發(fā)傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常稱作UART，是一種異步收發(fā)傳輸器，是電腦硬件的一部分。它將要傳輸?shù)?a href="http://m.1cnz.cn/soft/special/" target="_blank">資料在串行通信與并行通信之間加以轉(zhuǎn)換。作為把并行輸入信號(hào)轉(zhuǎn)成串行輸出信號(hào)的芯片，UART通常被集成于其他通訊接口的連結(jié)上。

　　具體實(shí)物表現(xiàn)為獨(dú)立的模塊化芯片，或作為集成于微處理器中的周邊設(shè)備。一般是RS-232C規(guī)格的，與類似Maxim的MAX232之類的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)幅度變換芯片進(jìn)行搭配，作為連接外部設(shè)備的接口。在UART上追加同步方式的序列信號(hào)變換電路的產(chǎn)品，被稱為USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。

　　UART定義

　　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用于主機(jī)與輔助設(shè)備通信，如汽車(chē)音響與外接AP之間的通信，與PC機(jī)通信包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。

　　UART功能

　　計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù)，不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到Modem，必須經(jīng)過(guò)UART整理才能進(jìn)行異步傳輸，其過(guò)程為：CPU先把準(zhǔn)備寫(xiě)入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器（臨時(shí)內(nèi)存塊）中，再通過(guò)FIFO（First Input First Output，先入先出隊(duì)列）傳送到串行設(shè)備，若是沒(méi)有FIFO，信息將變得雜亂無(wú)章，不可能傳送到Modem。

　　UART通信協(xié)議

　　通用異步收發(fā)傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常稱作UART。UART通信在工作中相當(dāng)常見(jiàn)，項(xiàng)目中需要生成uart信號(hào)，在博客中記錄下。uart是異步通信，因?yàn)樗挥幸桓€就可以數(shù)據(jù)的通信。不像SPI，I2C等同步傳輸信號(hào)。所以串口的傳輸速度和其它協(xié)議的速度相比是比較慢的。下面具體講解一些uart協(xié)議以及是如何通信的。

　　圖-1

　　圖-2

　　上圖是uart協(xié)議傳輸一個(gè)”A”字符通過(guò)示波器的uart解碼而得到的波形示意圖。根據(jù)此圖來(lái)介紹一下uart的一些基本參數(shù)。

　　波特率：此參數(shù)容易和比特率混淆，其實(shí)他們是由區(qū)別的。具體可以百度更清楚。但是我認(rèn)為uart中的波特率就可以認(rèn)為是比特率，即每秒傳輸?shù)奈粩?shù)（bit）。一般選波特率都會(huì)有9600，19200，115200等選項(xiàng)。其實(shí)意思就是每秒傳輸這么多個(gè)比特位數(shù)（bit）。

　　起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”的信號(hào)，表示傳輸數(shù)據(jù)的開(kāi)始。

　　數(shù)據(jù)位：可以選擇的值有5，6，7，8這四個(gè)值，可以傳輸這么多個(gè)值為0或者1的bit位。這個(gè)參數(shù)最好為8，因?yàn)槿绻酥禐槠渌闹禃r(shí)當(dāng)你傳輸?shù)氖茿SCII值時(shí)一般解析肯定會(huì)出問(wèn)題。理由很簡(jiǎn)單，一個(gè)ASCII字符值為8位，如果一幀的數(shù)據(jù)位為7，那么還有一位就是不確定的值，這樣就會(huì)出錯(cuò)。

　　校驗(yàn)位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)），以此來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確性。就比如傳輸“A”（01000001）為例。

　　1、當(dāng)為奇數(shù)校驗(yàn)：”A”字符的8個(gè)bit位中有兩個(gè)1，那么奇偶校驗(yàn)位為1才能滿足1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）。圖-1的波形就是這種情況。

　　2、當(dāng)為偶數(shù)校驗(yàn)：”A”字符的8個(gè)bit位中有兩個(gè)1，那么奇偶校驗(yàn)位為0才能滿足1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。

　　此位還可以去除，即不需要奇偶校驗(yàn)位。

　　停止位：它是一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。可以是1bit、1.5bit、2bit的空閑電平。可能大家會(huì)覺(jué)得很奇怪，怎么會(huì)有1.5位~沒(méi)錯(cuò)，確實(shí)有的。所以我在生產(chǎn)此uart信號(hào)時(shí)用兩個(gè)波形點(diǎn)來(lái)表示一個(gè)bit。這個(gè)可以不必深究。。。

　　空閑位：沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)線路上的電平狀態(tài)。為邏輯1。

　　傳輸方向：即數(shù)據(jù)是從高位（MSB）開(kāi)始傳輸還是從低位（LSB）開(kāi)始傳輸。比如傳輸“A”如果是MSB那么就是01000001（如圖-2），如果是LSB那么就是10000010（如下圖的圖-4）

　　uart傳輸數(shù)據(jù)的順序就是：剛開(kāi)始傳輸一個(gè)起始位，接著傳輸數(shù)據(jù)位，接著傳輸校驗(yàn)位（可不需要此位），最后傳輸停止位。這樣一幀的數(shù)據(jù)就傳輸完了。接下來(lái)接著像這樣一直傳送。在這里還要說(shuō)一個(gè)參數(shù)。

　　幀間隔：即傳送數(shù)據(jù)的幀與幀之間的間隔大小，可以以位為計(jì)量也可以用時(shí)間（知道波特率那么位數(shù)和時(shí)間可以換算）。比如傳送”A”完后，這為一幀數(shù)據(jù)，再傳”B”，那么A與B之間的間隔即為幀間隔。

　　圖-3

　　圖-4

　　上兩圖和下兩圖傳送的數(shù)據(jù)和波特率都是一樣的，但是有幾個(gè)參數(shù)是故意設(shè)置反了從而形成對(duì)比。有助于更深入的理解UART。