UART协议规范详解

一、什么是UART协议

UART是一种常见的串行通信协议，全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，也就是通用异步收发器。顾名思义，UART与异步串行通信相关，它是应用在数字通信领域中的一种数据传输方式，是计算机和外部设备（如传感器、液晶屏、蓝牙模块等）之间的重要接口。UART主要用于在CPU和外部设备之间传输数据，可以将CPU中的信息通过串行口发送给外部设备，或者将外部设备的信息通过串行口传递给CPU。UART协议在数据通信领域应用广泛，一般的单片机都带有UART接口。

二、UART协议规范

UART协议整体结构图如下： ![UART protocol](https://img-blog.csdn.net/2018062020214723?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvc2lubmV5X2Jsb2c=) UART的数据格式分为数据位、停止位和校验位，通常用（n，8，1），其中n表示波特率。下面是UART协议规范详细解释： 1. 起始位（Start Bit） UART的每一帧（Frame）由起始位、数据位、校验位和停止位构成。在UART协议中，每一帧数据的开始位置都有一个起始位（Start Bit），用于标识本帧数据的起始位置。起始位一般为一个低电平，也就是说当UART信号传输数据时，沿着一个高电平转变为一个低电平，这个从高电平到低电平的跳变就是起始位。起始位的作用是让接收方在数据传输过程中知道数据什么时候开始传输。 2. 数据位（Data Bits）数据位是指UART每一帧中用于传输数据的二进制位，其中8位是UART协议的常用格式，但也支持其他数据位如7位、6位等长度。UART通过数据位来传输信息，数据是以ASCII码的形式表示的，每个字符有一个唯一的二进制码。 3. 停止位（Stop Bit）停止位是指UART协议在每一帧数据的尾部添加的一个位，一般使用1个或2个停止位。当UART信号传输数据时，从低电平到高电平的转变即为停止位，停止位通常为高电平，用于标志一个数据传输的结束。停止位的作用是让接收方在数据传输结束时知道数据已经传输完成。 4. 校验位（Parity Bits）校验位是一种用于检测传输过程中错误的校验方法。UART中的校验位有奇校验、偶校验和无校验三种方式。奇校验（Odd Parity）表示保证数据位中二进制值为1的个数为奇数，偶校验（Even Parity）表示保证数据位中二进制值为1的个数为偶数，而无校验（No Parity）则直接跳过位中的校验位。在接收器接收到数据时，会使用校验方式对数据进行校验，并对校验结果进行错误处理。

三、UART协议使用注意事项

在使用UART协议时，需要注意以下几点： 1. 波特率的选择应该与外部设备一致，确保数据传输速率正确。 2. 数据位的长度也应该与外部设备一致，否则会造成传输数据的混乱。 3. UART的串口信号是不平衡的，传输距离有限，请根据实际情况选择合适的传输距离。 4. 在进行UART数据接收时，尽量减少错误率，可以选择奇偶校验码或者CRC校验码等方式。