介面協議學習（四） UART（串列埠）

uart（universal asynchronous receiver/transmitter，通用非同步收發傳輸器），是一種全雙工收發協議。

序列通訊分為兩種方式：同步串列埠通訊和非同步串列埠通訊。同步串列埠通訊需要接髮雙方在同一時鐘的控制下進行操作，因為很多分立的電子系統的驅動時鐘並不相同，所以實用性不強。而非同步串列埠通訊就可以實現任意時鐘驅動的系統的通訊。

uart是非同步序列通訊介面的總稱，uart有很多種介面標準，常見的有rs232，rs484，rs442、rs423等，它們規定了通訊口的電氣特性、傳輸速率、連線特性以及機械特性等。

下面以rs232為例

rs232介面標準出現較早，可實現全雙工工作方式。rs232最常見的介面型別為db9。

雖然rs232有這麼多針腳，但是我們一般只用到gnd、txd、rxd這三根線，也因為這麼多針腳，體積太大，所以db9介面在計算機系統和嵌入式系統中已經用的很少，通常使用乙個ch340晶元和usb介面，實現usb轉串列埠。

若存在多個串列埠，則分別稱為com1、com2等。

uart在傳送或接收過程中的一幀資料由4部分組成，起始位、資料位、奇偶校驗位和停止位。

起始位：低電平0，代表一幀資料的開始；

資料位：要傳送的資料，一般為5-8位，最多8位，如果超過8位，則需要傳送兩次來進行拼接；資料位從最低位開始傳送和接收，與i2c和spi不同。

校驗位：也稱奇偶校驗位，資料位加上這一位的值，，使得「1」的個數應為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)，以此來校驗資料傳送的正確性。如果使用者選擇資料長度為 8 位，則因為沒有多餘的bit可被用來作為奇偶校驗位，因此就叫做「無奇偶校驗（non）」。

停止位：在資料傳送完成後，傳送1（1.5, 2）個高電平，預設為1個高電平，來表示乙個幀資料傳送完成。

一幀完整的資料一般包括：1位起始位、8位資料位、無奇偶校驗、一位停止位，這樣的幀也稱為8n1。

波特率：即每秒鐘可以通訊的資料bit個數。典型的波特率有 300, 1200, 2400, 9600, 19200, 115200 等。一般通訊兩端裝置都要設為相同的波特率，但有些裝置也可設定為自動檢測波特率。

在設計uart程式的時候，一般先生成乙個波特率時鐘，然後再基於這個時鐘進行資料接髮。