嵌入式——串口

UART串口

Unversial Aysnc Recevier Transmiter，通用异步收发器，与外接设备进行异步通信方式，是硬件电路中的一种接口

UART有一套自己通信的规则、协议，是异步、全双工、串行通信协议。

接线方式

1，VCC：接电源正极

2，GND：接地

3，RXD：数据接收线

4，TXD：数据发送线

注意：使用串口与外部设备进行通信时，需要交叉连接，即TXD-RXD连接

通信方式

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| 方式 | 特点 |
| 单工 | 1，通信时，数据接收方和发送方是固定的 2，数据传输时，通过一根数据线进行传输 3，数据传输方向单一 |
| 半双工 | 1，通信双方既可以作为接收方也可以作为发送方 2，数据传输时，通过一根数据线进行传输 3，数据传输方向可以是双向的，但是在同一时刻的传输方向必须是单向的，即双方不能同时发送数据 |
| 全双工 | 1，通信双方既可以作为数据的发送方，也可以作为数据的接收方 2，数据传输时，通过两根数据线进行传输 3，数据传输的方向在任意时刻都是双向的，即数据的收发可以同时进行 |

UART发送数据顺序

遵循LSB优先的原则，低位先行（最高位MBS，最低位LBS）

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| 位序号 | （MBS）bit7 | bit6 | bit5 | bit4 | bit3 | bit2 | bit1 | （LBS）bit0 |
| 发送数据 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 发送顺序 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |

发送方发送1101 0011，那么接收方的接收顺序是1100 1011，先发送低位，再发送高位

数据传输形式

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| 形式 | 特点 |
| 串行 | 1，通过一根数据线将多个bit按先后次序，逐个bit逐个bit发送 2，传输效率慢 3，硬件成本低 4，传输距离远，抗干扰性好 |
| 并行 | 1，通过多根数据线将多个bit同时发送 2，传输速率快 3，硬件成本高 4，传输距离近，抗干扰性差，距离增加后会造成多根数据线的信号偏移，会受到电磁波干扰，出现一些误差 |

串口通信

时序图

1，空闲状态下数据线是高电平

2，发送一个低电平表示起始位

3，发送的第一个比特是最右侧的最低位，一共有八个比特的数据位

4，校验位：用于校验数据发送是否正确，分为奇校验、偶校验和无校验（不需要校验）

5，校验位之后发送一个高电平代表停止位

所以完整的串口通信：低电平起始位+八个比特数据位+校验位（一般无校验）+高电平停止位

校验方法

奇校验，偶校验，累加和校验，CRC校验（Modbus协议）

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| 奇偶校验 | 方法 | 例子 | 缺点 |
| 奇校验 | 奇校验的校验位为'1'，若数据位加上校验位，其中'1''的总个数是奇数个，代表校验通过 | 1010 0110 1一共五个'1'，代表校验通过 1010 1110 1一共六个'1' 代表校验无法通过 | 无法判断偶数个bit出错的问题 |
| 偶校验 | 偶校验的校验位为'0'，若数据位加上校验位，其中'1''的总个数是偶数个，代表校验通过 | 1010 0110 0一共四个'1'，代表校验通过 1010 1110 1一共五个'1' 代表校验无法通过 | 无法判断偶数个bit出错的问题 |