30.硬件 - UART串口

一、简介：

    1. UART：通用串行数据总线，用于双向异步通信。

    2. 通信协议：

            (1). 起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

            (2). 资料位：起始位之后。个数为4 5 6 7 8等，构成一个字符。通常为ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。

            (3). 奇偶校验位：资料位之后。使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)。

            (4). 停止位：字符数据的结束标志。是1位、1.5位、2位的高电平。 停止位不仅表示传输的结束，而且为计算机校正时钟同步。

            (5). 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

            (6). 波特率：传输的速率。每秒钟传送的符号数。一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。8数据位 无校验位 1停止位，波特率位115200baud (8n1) => 每一位传输时间为 1/115200 秒 => 传输一个字节要 8+1+1 为10位 => 传输1字节(8位)时间为 10/115200 => 一秒传输11520byte。

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二、基本结构

        1. 输出缓冲寄存器：从数据总线接收CPU送来的并行数据，加以保存。

        2. 输出移位寄存器：以发送时钟的速率，逐位移出从输出缓冲器接收的并行数据（将并行数据转换为串行数据并输出）。

        3. 输入移位寄存器：以接收时钟的速率，逐位移入串行数据输入线上的数据。当数据装满后，并行送往输入缓冲寄存器（将串行数据转换成并行数据）。

        4. 输入缓冲寄存器：从输入移位寄存器接收并行数据，然后由CPU取走。

        5. 控制寄存器：接收CPU送来的控制字，由控制字的内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。（异步/同步、数据字符的位数、有无奇偶校验、是奇校验还是偶校验、停止位的位数等）。

        6. 状态寄存器：存放接口状态的信息。（输出缓冲区是否空/输入字符是否准备好等）。在通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。

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三、设置UART串口

        1. 设置GPIO引脚。用于UART的接收/发送（TX/RX）。

        2. 如果是TTL/CMOS，则需要设置，使能内部上拉。

        3. 设置波特率。先设置时钟源和分频器，再设置供收发使用的传输模式。

        4. 设置数据格式。（一般为8n1）。

        5. 判断FIFO是否为空，继而决定是否能（写/读）数据。

        6. 读接收寄存器/写发送寄存器，从而收发数据。

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