UART和USART

UART和USART

  • 1.杂谈
  • 2.什么是UART?
    • 2.1概念
    • 2.2 参数概念
    • 2.3 特点
  • 3.什么是USART?
    • 3.1概念
    • 3.2 特点
    • 3.3 原理
      • 3.3.1 结构组成

1.杂谈

今天早上(2021.6.24)查资料时,无意中发现了一个行业大佬的博客,距今也近十年了,曾经入职场不久的他也是有各种焦虑,自审,不明所以,不过厉害的是他一直在不断的思考如何去改变自己,并且坚持。很多年前他就用番茄时钟,为了提升工作效率,看了很多时间管理的书,为了拓展自己的知识面,看了很多专业书,并且不断输出。从他身上,我看到了自己,我也是曾经看了很多类似的书,列了计划书单,跟他有同样的信仰,相信自己会越做越好,不过没有他做的极致,并且时常怀疑自己。曾经总是觉得自己不行,是因为没有好的mentor,以前总是崇拜厉害的人,但是这种想法得改变,成功是有方法的,做技术的,必须要多想多看,多去攻克,也许,现在写的东西很浅显,但是现在多是培养一种习惯,一种爱思考,爱输出的习惯,以后可以信手拈来。
谁都有年轻的时候,可能大部分走的路,遇到的事情都大同小异,不同的是他是他的人生主角,你是你的人生主角,人生是一样的,只是人变了。所以我特别喜欢看传记类的书籍,最好越详细越好,但是由于一个人一生太长,书也只能写那么多,不可能完全解开你当下的困惑,不过我还是信奉多看书,牛逼的人都是多总结多看的,没见过哪个特牛的不喜欢看书。

2.什么是UART?

2.1概念

UART是通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通常称作UART,它的接口规范包括RS232,RS485,RS422。
UART用三根线传输:发送线TX、接收线RX、电平参考地线GND。不需要时钟,仅通过协议就可实现。
UART有3个pin,用的TTL电平, 低电平为0(0V),高电平为1(3.3V或以上)。
UART连接示意图如下:
UART和USART_第1张图片
起始位字符从0开始,停止位从1结束,中间数据位4-8,携带的有用信息。

2.2 参数概念

波特率:表示每秒钟传送的码元的个数,用来衡量通信速度。
比特率:表示每秒钟传送的bit的个数。
奇偶校验位:在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式:偶、奇、高和低。
对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位,用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。

2.3 特点

特点如下:
1) UART负责处理数据总线和串行口之间的串/并、并/串转换,并规定了帧格式。
2) 通信双方只要采用相同的帧格式和波特率,就能在未共享时钟信号的情况下,仅用两根信号线(Rx 和Tx)就可以完成通信过程,因此也称为异步串行通信。
3) UART用于主机与辅助设备通信
串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

3.什么是USART?

USART与UART的差别是有没有同步时钟,UART是没有同步时钟的,仅依靠协议进行传输。

3.1概念

USART:(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)通用同步/异步串行接收/发送器
USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块。
对于USART波特率和比特率相等。

3.2 特点

  • 全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据);
  • 同步操作时,可主机时钟同步,也可从机时钟同步;
  • 独立的高精度波特率发生器,不占用定时/计数器;
  • 支持5、6、7、8和9位数据位,1或2位停止位的串行数据帧结构;
  • 由硬件支持的奇偶校验位发生和检验;
  • 数据溢出检测;
  • 帧错误检测;
  • 包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器;
  • 三个完全独立的中断,TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成;
  • 支持多机通信模式;
  • 支持倍速异步通信模式。

3.3 原理

3.3.1 结构组成

USART收发模块一般分为三大部分:时钟发生器、数据发送器和接收器。
**时钟发生器:**由同步逻辑电路(在同步从模式下由外部时钟输入驱动)和波特率发生器组成。
发送器:由一个单独的写入缓冲器(发送UDR)、一个串行移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同帧结构的控制逻辑电路构成。使用写入缓冲器,实现了连续发送多帧数据无延时的通信。
接收器:由时钟和数据接收单元组成。数据接收单元用作异步数据的接收。除了接收单元,接收器还包括校验位校验器、控制逻辑、移位寄存器和两级接收缓冲器(接收UDR)。接收器支持与发送器相同的帧结构,同时支持帧错误、数据溢出和校验错误的检测。
USART内部结构图如下图所示:
UART和USART_第2张图片
软件方面等学习了再补充。

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