本應用筆記討論了在UART中實現(xiàn)的常用串行異步通信協(xié)議的時序要求。本文介紹了如何確定異步鏈接兩端的UART時鐘源的容限。RS-232規(guī)范可以追溯到1962年，當時它是由電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）首次發(fā)布的。該規(guī)范隨著時間的推移發(fā)生了變化，納入了更高的數(shù)據(jù)速率，并縮小了電信行業(yè)協(xié)會（TIA），國際電信聯(lián)盟（ITU）和國際標準化組織（ISO）要求之間的兼容性差距。

背景技術

RS-232規(guī)范可以追溯到1962年，當時它是由電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）首次發(fā)布的。該規(guī)范隨著時間的推移發(fā)生了變化，納入了更高的數(shù)據(jù)速率，并縮小了電信行業(yè)協(xié)會（TIA），國際電信聯(lián)盟（ITU）和國際標準化組織（ISO）要求之間的兼容性差距。RS-232規(guī)范的當前版本是1997年10月發(fā)布的EIA / TIA-232-F。

RS-232受益于1970年代后期以來MSI IC的可用性，MSI IC具有以合理的價格處理規(guī)范的復雜性。這些IC是通用異步接收發(fā)送器（UART）。現(xiàn)在，許多大規(guī)模集成（LSI）IC（包括微控制器）都具有該功能。

通常，UART的可用性促使業(yè)界以非RS-232方式使用RS-232串行協(xié)議。常見的示例是RS-485傳輸，光隔離傳輸以及使用單端物理層（即0到3.3V而不是±5V或±10V）的傳輸。本文介紹了串行接口的一般時序方面，而不是握手或物理層的應用細微差別。因此，本應用筆記適用于所有通用UART應用。

UART時序

圖1顯示了一個典型的UART幀。它包括一個START位，8個數(shù)據(jù)位和一個STOP位。在RS-232應用中，其他變體也是可能的。例如，數(shù)據(jù)包的長度可以為5、6或7位，可以有2個STOP位，或者可以在數(shù)據(jù)包和STOP位之間插入奇偶校驗位以進行基本錯誤檢測。圖1顯示了在UART的發(fā)送數(shù)據(jù)（TXD）或接收數(shù)據(jù)（RXD）引腳上看到的信令。RS-232總線驅動器會進行反相以及電平轉換，因此邏輯1為總線上的負電壓，邏輯0為正電壓。

典型的UART數(shù)據(jù)幀。

當兩個UART通信時，假設發(fā)送器和接收器都知道信令速度。接收方不知道何時發(fā)送數(shù)據(jù)包（無接收方時鐘）；因此，該協(xié)議稱為“異步”。接收器電路相應地比發(fā)射器電路復雜。發(fā)送器只需以定義的比特率輸出一幀數(shù)據(jù)。相反，接收器必須識別幀的開始以使其自身同步，并因此確定位流的最佳數(shù)據(jù)采樣點。

圖2顯示了UART接收器用來使其自身與接收到的幀同步的常用方法。接收UART使用的時鐘是數(shù)據(jù)速率的16倍。在低電平有效START位的開始處的下降沿可以識別出一個新的幀。當信號從高電平有效STOP位或總線空閑狀態(tài)改變時，就會發(fā)生這種情況。接收UART在該下降沿復位其計數(shù)器，期望中起始位在8個時鐘周期后出現(xiàn)，并預期隨后每個位的中點將在此后每16個時鐘周期出現(xiàn)一次。通常在位時間的中間對START位進行采樣，以檢查電平是否仍然很低，并確保檢測到的下降沿是START位，而不是噪聲尖峰。另一個改進是對START位采樣了3次（時鐘計數(shù)7、8和9）

UART接收幀同步和數(shù)據(jù)采樣點。

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