UART通信总线

什么是总线协议（通信协议）：

总线其实就是两个模块之间通信的线路
协议是遵循的规则
总线协议就是两个模块在通信线路上传输信息需要遵守的规则，双方按照协议来收发信息

---

总线本质就是一些导线或者电线。

作用：用于在计算机不同部件之间去传输数据或者信息。

总线传输的本质是传输一些高低电平的信号（即电信号）

通信：用于不同计算机之间进行数据或信息交互的时候使用

---

目录

UART 

并行和串行

单工和双工

波特率

UART帧格式

硬件连接

同步通信和异步通信

UART控制器

---

UART 

Universal Asynchronous Receiver Transmitter 即通用异步收发器，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与辅助设备之间的通信。

---

UATR:是一种总线协议/通信协议

串口协议（UART）：--》点对点通信（只有收发双方）

---

并行和串行

并行通信 （八个位同时发送）

串行通信（八个位按顺序一个一个发送）

---

单工和双工

单工： 数据传输只支持数据在一个方向上传输

半双工： 允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；

全双工： 允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

---

只有一条数据线一般是半双工（如iic），如果有两条数据线一般是全双工（如串口、SPI）

---

波特率

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

 波特率 每秒钟传输的码元

 比特率 每秒钟传送的二进制位（bit）的数据

---

如果发送方发送01或 0011（时序图时一样的）

接收方如果确定是哪一个呢--》通过掐时间（即波特率：规定每一秒钟发送多少个数据）

---

UART帧格式

串口协议规定：数据线在空闲时为高电平

此规定决定了串口收发数据时起始位一般为0，否则区分不了什么时候为数据位的开始。

串口协议规定：发送数据时一般先发低位再发高位

串口一次可以发5-8位（只是我们习惯性认为是8位，因为我们学习时，遇到的基本都是8位）

串口一次最多只能发送一个字节（为什么这么规定：防止累积误差的发生）

如果想要发送10个字节，必须得是一个字节一个字节发送。

前一个字节到停止位后再去发起始位，重复这个过程。

---

硬件连接

 

---

同步通信和异步通信

同步通信 ： 带时钟同步信号传输。

    -SPI，IIC通信接口

异步通信：不带时钟同步信号。

    -UART(通用异步收发器),单总线

---

UART控制器

一般情况下处理器中都会集成UART控制器

我们使用UART进行通信时候只需对其内部的相关寄存器进行设置即可

串口控制器本质就是一个硬件电路 里面就有自己发送器和接收器 

---

我们如何去控制外围设备呢?

通过对内部的相关寄存器进行设置即可

---

UART存在的问题

电气接口不统一

• UART只是对信号的时序进行了定义，而未定义接口的电气特性；
• UART通信时一般直接使用处理器使用的电平，即TTL电平，但不同的处理器使用的电平存在差异，所以不同的而处理器使用uart通信时一般不能直接相连；
• UART没有规定不同器件连接时连接器的标准，所以不同器件之间通过UART通信时连接很不方便。

抗干扰能力差

• UART一般直接使用TTL信号来表示0和1，但TTL信号的抗干扰能力差，数据在传输过程中很容易出错。

通信距离短：

• 因为TTL信号的抗干扰能力较差，所以其通信距离很短，一般只能用于一个电路板上的两个不同芯片之间的通信。

如何解决这一问题

RS485/RS232通信协议并不是单独协议，只是电气层的协议，依赖于串口。

RS232、RS485电气层/物理层协议--》依赖于串口，收发器还是串口，编程时还是用UART

在串口后接模块RS232、RS485：提高抗干扰能力、提高传输距离、提高传输速度