【硬件外设使用】——UART

UART基本概念

UART全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，是通过异步（Asynchronous）方式传输数据的一个串行通信协议。UART可以实现点对点的全双工通信，即发送方和接收方可以同时发送和接收数据。
UART常见于嵌入式系统、计算机外设、通讯设备等领域。

UART的特点是无需传输时钟信号，而是通过发送方和接收方之间的预定协议来确定数据传输速率（波特率）。在UART通信中，每个数据字节都需要添加起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等附加信息，以便接收方正确提取数据。

UART通常使用两条信号线来进行数据传输：TX（发送）和RX（接收）。通过这两条信号线，UART可以在不同的设备之间发送和接收数据，并支持多个设备之间的通信。

与其他串行通信协议相比，UART具有简单、成本低等优点，并且广泛应用于各种应用场景。

UART通信协议

UART通信协议是通过异步串行通信方式传输数据的一种协议。该协议中，数据按照一定的数据格式进行传输，包括起始位、数据位、校验位和停止位等附加信息，以便接收方正确提取数据。

UART通信协议中，发送方和接收方之间必须预先约定波特率（即数据传输速率），并且在数据传输过程中保持同步。如果发送方和接收方之间的波特率不一致，则会导致数据传输错误。

UART通信协议的数据格式如下：

1. 起始位：指定了数据传输的开始位置，通常为逻辑“0”。

2. 数据位：指定了每个数据字节的位数

3. 奇偶校验位：用于检测数据传输过程中的错误。通常有奇校验和偶校验两种方式。

4. 停止位：指定了数据传输的结束位置，通常为逻辑“1”。

其中，起始位和停止位都是固定的，数据位的长度可以根据需要进行调整。奇偶校验位可以选择使用或不使用。

UART通信协议在数据传输过程中，每个数据字节都需要添加起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等附加信息。发送方通过TX线将数据字节发送给接收方，接收方通过RX线接收数据。该协议通常使用两根信号线进行数据传输。

UART使用方法

pyb.uart

pyb.uart是MicroPython中用于控制UART通信的模块。它提供了一系列函数和属性，用于配置UART接口、发送和接收数据等操作。

在使用pyb.uart模块之前，需要先导入该模块：

import pyb

导入模块后，可以使用pyb.UART()函数创建一个UART对象，并对其进行配置。例如，下面的代码将创建一个UART对象，波特率为115200，不启用校验位，数据位为8位，停止位为1位：

uart = pyb.UART(1, 115200, parity=None, stop=1, bits=8)

其中，参数1表示使用哪一个UART接口（1或者6），115200表示波特率，None表示不启用校验位，1表示停止位长度，8表示数据位长度。

创建好UART对象之后，可以使用其send()函数向外部设备发送数据，也可以通过read()函数读取外部设备发送过来的数据。

例如，下面的代码向串口发送字符串“Hello World!”：

uart.send("Hello World!")

而下面的代码则从串口中读取10个字节的数据：

data = uart.read(10)

除了上述函数之外，pyb.uart模块还提供了其他一些函数和属性，例如设置流控制、配置中断回调函数等。具体使用方法请参考MicroPython官方文档。

machine.uart

machine.uart是MicroPython中用于控制UART通信的模块。它提供了一系列函数和属性，用于配置UART接口、发送和接收数据等操作。

在使用machine.uart模块之前，需要先导入该模块：

import machine

导入模块后，可以使用machine.UART()函数创建一个UART对象，并对其进行配置。例如，下面的代码将创建一个UART对象，波特率为115200，不启用校验位，数据位为8位，停止位为1位：

uart = machine.UART(1, baudrate=115200, bits=8, parity=None, stop=1)

其中，参数1表示使用哪一个UART接口（0或者1），baudrate表示波特率，None表示不启用校验位，1表示停止位长度，8表示数据位长度。

创建好UART对象之后，可以使用其write()函数向外部设备发送数据，也可以通过read()函数读取外部设备发送过来的数据。

例如，下面的代码向串口发送字符串“Hello World!”：

uart.write("Hello World!")

而下面的代码则从串口中读取10个字节的数据：

data = uart.read(10)

除了上述函数之外，machine.uart模块还提供了其他一些函数和属性，例如设置流控制、配置中断回调函数等。具体使用方法请参考MicroPython官方文档。

UART 可用的传感器

UART是一种通用的串行通信接口，可以用于连接各种传感器，包括但不限于以下几种：

1. 距离传感器：如超声波传感器、激光雷达等，通过UART接口输出距离信息。

2. 温度传感器：如DS18B20等数字温度传感器，通过UART接口输出温度信息。

3. 湿度传感器：如DHT11、DHT22等数字湿度传感器，通过UART接口输出湿度和温度信息。

4. 光强传感器：如BH1750等数字光强传感器，通过UART接口输出光强信息。

5. 气压传感器：如BMP180、BMP280等数字气压传感器，通过UART接口输出气压和温度信息。

6. 姿态传感器：如MPU6050、MPU9250等数字姿态传感器，通过UART接口输出角速度、加速度和角度信息。

这只是一些常见的UART传感器示例，实际上还有很多其他类型的传感器可以使用UART进行通信，只要该传感器本身支持UART接口并且输出数据格式可以被解析。