ARM嵌入式学习--第十天(UART)

--UART介绍

UART (Universal Asynchonous Receiver and Transmitter)通用异步接收器 ,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 。在嵌入式设计中,UART用来与PC进行通信,包括与监控调试器和其他器件 ,UART我们可以认为它是集成在SOC内部的一个控制器,它可以按照串口通信协议格式收发数据

(由俩部分组成:一个将串行比特流转换成微处理器可以使用的并行数据接收器 (Rx)和一个将来自微处理器的并行数据转换为串行形式发送的发送器 (Tx)

)

同步通信 :在数据传输的过程中,需要一根时钟线同步,例如IIC,SPI总线,通过他们进行数据传输的时候,必须有一根时钟线,用来同步。

异步通信 :数据传输的过程中,不需要时钟线,直接发送数据就可以了,例如串口通信采用的就是异步通信的方式 ,发送方和接收方之间是没有时钟信号线的,他们各自使用各自的时钟。

(在STM32芯片中除了有UART外,还有个叫做USART,USART的全称是Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter,也就是同步/异步串行收发器 。相比UART多了一个同步的功能,在硬件上体现出来的就是多了一条时钟线)

--IMX6ULL UART介绍

通用异步收发设备(UART)通过电平转换器和RS-232电缆提供与外部设备的串行通信能力,或通过使用外部电路将红外信号转换位电信号(用于接收)或将电信号转换位驱动信号LED(用于传输)的信号,以提供低速IrDA兼容性

通用异步收发设备支持NRZ编码格式 、RS485兼容的9位数据格式和IrDA兼容的红外慢速数据速率(SIR)格式

-NRZ编码

NRZ编码 (Non-return-to-zero Code),也叫不归零编码 ,信号电平的一次反转代表1,电平不变化表示0 ;并且在表示完一个码元后,电压不需回到0

-RZ编码

RZ编码 (Return-to-zero Code)归零编码 ;在RZ编码中,正电平代表逻辑1,负电平代表逻辑0,每传输完一位数据,信号返回零电平

信号线上会出现3种电平:正电平、负电平、零电平:

从图上就可以看出来,因为每位传输之后都要归零,所以接受者只要在信号归零后采样即可,这样就不再需要单独的时钟信号。实际上,RZ编码就是相当于把时钟信号用归零编码再了数据之内。这样的信号也叫做自同步(self-clocking)信号 ;在RZ编码种,大部分的数据变宽,都用来传输"归零"而浪费了;去掉这个归零步骤,NRZ编码(Non-return-to-zero Code)就出现了,和RZ的区别就是NRZ是不需要归零的:

如图所示,浪费的带宽又回来了,不过又丧失了自同步性。

-NRZI编码

NRZI编码(Non-Return-to-Zero Inverted Code)和NRZ的区别就是NRZI用信号的翻转代表一个逻辑,信号保持不变代表另外一个逻辑 。(USB传输的编码就是NRZI格式 ,在USB中,电平翻转代表逻辑0,电平不变代表逻辑1)

翻转的信号本身可以作为一种通知机制,可以看到,即使把NRZI的波形完全翻转,所代表的数据序列还是一样的,对于USB这种通过差分线来传输的信号方便

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