简介

UART，即Universal Asynchronous Receiver Transmitter，是通用异步收发器，是一种通用的串行，异步通信总线。该总线有两条数据线，可以实现全双工的发送和接收。在嵌入式系统中常用于主机和辅助设备之间的通信。

串行：一次传输一位二进制数据；

并行：一次传输多个二进制数据；

单工通信：数据的发送方和接收方是固定的，比如只能由A向B发送数据；

双工通信：

• 半双工：数据的传输双方都可以发送或接收数据，但是在同一时刻，只能由一方发送和接收。比如此时，A向B发送数据，那么A不会接收数据，B也不会发送数据；

• 全双工：与半双工的不同时，A在向B发送数据的同时，B也可以向A发送数据；

波特率

波特率用于描述UART通信时的通信速度，单位为bps，即每秒钟传送的bit的数量。

UART帧

UART协议规定，在没有数据传输的时候(空闲)，总线处于高电平状态。所以，在发送1字节数据之前，需要先发送起始位(低电平)，作为开始发送数据的信号。在发送数据的时候(可以一次发送5-8bit的数据)，先发低位再发高位。比如0x55，转化成二进制数为01010101，那么应该先发1。在发送完数据之后，会发送1bit校验位(可有可无，一般才用奇偶校验方式)。最后则是停止位，作为单次数据发送完成的信号，会将电平置为高电平(1/1.5/2个bit)。

1. 这里可能会用疑问，如果发送0011的话，前后那么00或者11的电平表现都是一样的，怎么区分发了一个0还是两个0呢？

还记得前面说的波特率吗？用1/波特率可以得到一个数字，即周期T。在UART协议中，每过一个T周期都会采集一次总线上的电平状态。对于00来说，第一个T采集到低电平，第二个T还是采集到低电平，第三个T是高电平，第四个T还是高电平，这样可以清楚的知道采集到的数据就是0011了。

2. 串口为什么数据位一次只能发送5-8个bit?

因为数据的发送方与接收方的时钟可能存在误差，发送方在A0时刻发送一位数据，并持续T，但接收方不可能在A0时刻开始采集数据，由此会产生误差。如果数据位很多，这个误差可能会越来越大，最终导致从某位数据开始全是错误的数据。所以规定一次发送少量数据以减少误差，在发送下一个字节数据的时候会重新对齐时钟。