迷乱的通信协议之UART相关知识

之前发的IIC相关分析，你会发现有一个SCL时钟线存在，因此它的通信方式被归类于同步通信，这次要讲述的是串口通信，而串口与IIC不同，通信方式属于异步通信，因此UART全称叫做：通用异步收发器。

以前电脑接口有个RS232的接口，不清楚的人会把它和VGA的接口弄混，从百度找了个RS232接口的图，如下所示：

而VGA如下图所示的样子：

认真看会发现，管脚数量并不相同，不过现在大部分电脑也不存在RS232的接口了，用的更多还是USB转串口或者其他方式实现串口通信。

串口通信是一种很常用的串行通信的方式，无论是C51，STM32，MSP430等单片机，还是DSP、FPGA等可编程器件都会在学习的时候遇到串口的编程与使用，因为串口对于调试、人机交互、数据传输等方面都有一定的便利之处。

• 信号线组成

串口的通信主要由两根信号线组成，一条名为RXD的接收信号线，另一条则是TXD，进行信号的发送；

• 通信前提

通信有两方，在一方向另一方通信前，需要设定好串口的波特率，也叫码元速率，就是每秒钟传送的码元符号的个数，因此当波特率较高时，误码率也因此而提高，所以需要根据实际情况进行波特率的设定，具体的计算方法可自行了解，因为不同的应用平台会有不同的波特率设定方式，所以为避免产生误导，还是不做具体讲解的好；除了波特率还有奇偶校验位与停止位，以下会有相关描述。

• 时序分析

从百度上找了一张比较清晰的串口时序的图片，在这对它进行分析。

串口的信号线在空闲时都是保持高电平，与停止位相同，只有如此，才会检测到起始位的下降沿变化，从高电平到低电平，保持一个比特的时间，T=1/BAUD；

然后开始数据的传输，若在调试串口相关的电路时，若存在错误，可以尝试先测试信号线的电平是否为高，数据位具有5~8位和1个校验位，在上图标注的是7位的数据位+1位的校验位，数据先发送LSB，也就是数据的最低位，然后每隔一个比特的时间，发送一次数据，直到8个数据传完，最后发送停止位，完成一帧数据的传输。

其中停止位的保持时间与预先设定有关，该设定便是停止位保持的时间，若为1就是1个比特的时间，以此类推，在串口助手中就可以看到相关设置，如下图所示

• 奇偶校验位

奇偶校验是一种保证数据有效性的一种校验方法，是最简单的错误检测码；根据传输的数据中的“1”的个数是奇数还是偶数来进行校验，若采用奇数就是奇校验，反之，才有偶数就是偶校验，因此在传输的时候，校验位就需要根据“1”的个数进行确定自己是为0还是1，这样才可以在接收端进行奇偶校验。

若给定的数据位中1的个数是奇数，分别采用两种校验方式，校验位的变化举个例子如下：

数据为：1010111，5个“1”；

偶校验：将校验位置为1，从而使得1的总个数变为偶数，即10101111；

奇校验：将校验位置为0，保持1的个数为奇数，即10101110；

呼~~~~~~

串口分析结束了~

虽然串口通信是比较简单的一种，通信的时序也没很几个，但是包含的知识并不少，好好领悟吧！下次将进行SPI的分析，干货正在来袭，敬请期待~