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下士lining
2019-4-17 18:29:42 显示全部楼层

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来一波知识放送,串口通讯,

通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter),通常称作UART,是一种异步收发传输器。将数据由串行通信与并行通信间作传输转换,作为并行输入成为串行输出的芯片UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。
1、UART通信协议
      UART作为异步串口通信协议的一种,工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。
      其中每一位(Bit)的意义如下:
起始位:先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输字符的开始。
数据位:紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等,构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送,靠时钟定位。
奇偶校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据传送的正确性。
停止位:它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。
空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有数据传送。
UART协议传输时序如图1所示:
file:///C:\usertem\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps4001.tmp.jpg
2、UART工作原理
发送数据过程:空闲状态,线路处于高电位;当收到发送数据指令后,拉低线路一个数据位的时间T,接着数据按低位到高位依次发送,数据发送完毕后,接着发送奇偶校验位和停止位(停止位为高电位),一帧数据发送结束。
接收数据过程:空闲状态,线路处于高电位;当检测到线路的下降沿(线路电位由高电位变为低电位)时说明线路有数据传输,按照约定的波特率从低位到高位接收数据,数据接收完毕后,接着接收并比较奇偶校验位是否正确,如果正确则通知后续设备准备接收数据或存入缓存。
       由于UART是异步传输,没有传输同步时钟。为了能保证数据传输的正确性,UART采用16倍数据波特率的时钟进行采样。每个数据有16个时钟采样,取中间的采样值,以保证采样不会滑码或误码。一般UART一帧的数据位数为8,这样即使每个数据有一个时钟的误差,接收端也能正确地采样到数据。
      UART的接收数据时序为:当检测到数据的下降沿时,表明线路上有数据进行传输,这时计数器CNT开始计数,当计数器为24=16+8时,采样的值为第0位数据;当计数器的值为40时,采样的值为第1位数据,依此类推,进行后面6个数据的采样。如果需要进行奇偶校验,则当计数器的值为152时,采样的值即为奇偶位;当计数器的值为168时,采样的值为"1"表示停止位,一帧数据接收完成。
3、UART波特率发生器
波特率是衡量数据传输速率的指标,表示每秒传送数据的字符数,单位为Baud。UART的接收和发送是按照相同的波特率进行收发的。波特率发生器产生的时钟频率不是波特率时钟频率,而是波特率时钟频率的16倍,目的是为在接收时进行精确地采样,以提取出异步的串行数据。根据给定的晶振时钟和要求的波特率,可以算出波特率分频计数值。

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少尉永不言弃
2019-4-17 20:48:34 显示全部楼层
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上等兵Han Jinzhuo
2019-4-17 22:24:01 显示全部楼层
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