UART(通用异步收发器）
UART((Universal Asynchronous Receiver Transmitter)是一种通用的串行、异步 通信总线，它有两条数据线（TX、RX)，可以实现全双工的发送和接收。
复习下常见概念:
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串行通信 ：只用 1 根数据线，数据按位依次排队，逐位顺序发送、逐位接收。
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并行通信 ：多根数据线并行，多位 数据（如 8 位、16 位）同一时刻同时传输。
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异步通信 ：无公共时钟线，收发双方使用各自独立时钟，依靠协议约定（起始位、停止位、校验位）实现数据对齐。
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同步通信 ：通信双方共用同一根时钟线（CLK） ，所有数据收发严格跟随统一时钟节拍。
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单工通信 ：单向永久固定通信，一端只能发送，一端只能接收，无法反向。
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半双工通信 ：支持双向传输 ，但同一时刻只能单独发或单独收，收发不能同时进行，需要切换方向。
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全双工通信 ：收发通道完全独立，发送和接收可以同时进行 ，互不占用、互不阻塞。
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波特率：每秒传输码元（通信线路上一次信号变化的波形/电平组合，是信号的最小单位。）的数量。
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比特率 ：每秒传输二进制比特 (0/1) 的数量，代表真实数据速度。
N：一个码原能够表示的状态数，例如：对于UART、RS232串口，1个码原只能表示高低电平两种状态，则N=2，比特率＝波特率。
UART帧格式
- 串口可以发送5-8位，可以是5、6、7、8位（最多8位），先发低位再发高位。
- 校验位：分为奇校验、偶校验和无校验三种模式。数数据位中有多少个1，如果是偶校验，数据位中有偶数个1，则校验位为0，反之为1；如果是奇校验，数据位中有奇数个1，则校验位为0，反之为1。简单来讲，偶校验凑偶数个 1，奇校验凑奇数个 1。
举个例子来理解一下UART的数据发送，从设备A端发送0x55（01010101）到设备B端，校验位选择偶校验，则波形如下：
有没有想过为什么UART串口一次最多只能发送8位数据？
首先，前面我们说到，UART串口是异步通信的，异步通信没有统一时钟，收发双方的时钟频率存在微小偏差。每传输一位，误差就会累积一点。如果帧太长（比如超过 8 位），到帧末尾时，接收端的采样点可能已经偏移到下一个比特的电平区间，导致采样错误、数据乱码。其次，计算机最小能寻址单位是1字节（8位），发送8位数据方便CPU处理，不需要额外的拆分或拼接。此外，8 位数据位能覆盖 ASCII 字符集（0~127），满足绝大多数文本通信需求，同时也能传输二进制数据。
那为什么UART串口一次最少要发送5位数据？
早期电传打字机使用 5 位编码（Baudot 码）来表示字母、数字和控制字符，刚好能覆盖当时的通信需求。UART 协议为了兼容这些老式设备，保留了5 位数据位的最小配置。此外，如果数据位少于 5 位，加上起始位、停止位后，整帧长度过短，接收端很难可靠地识别起始位和停止位，容易被噪声干扰误判为有效帧，导致通信不稳定。
UART硬件连接
注意TXD与RXD连接，否则无法进行通信。
数据转换
如何将二进制转换成可读的文本信息呢？
将二进制数据还原成字节流（1字节=8位二进制），按照约定的字符编码规则把字节映射成字符。常见编码表有：
以ASSCII编码规则为例：如果发送端依次发送了0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x20, 0x57, 0x6F, 0x72, 0x6C, 0x64，将这几个字节转换成十进制：72，101，108，108，111，32，87，114，108，100，这些十进制在ASCII码表中对应的是：72(H)，101(e)，108(l)，108(l)，111(o)，32(空格)，87(W)，111(o)，114®，108(l)，100(d)，即：Hello World。