什么是 UART

UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計中，UART用來與PC進(jìn)行通信，包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。

UART通信

UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。消息幀從一個低位起始位開始，后面是7個或8個數(shù)據(jù)位，一個可用的奇偶位和一個或幾個高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助錯誤校驗。

在接收過程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對進(jìn)來的字節(jié)進(jìn)行奇偶校驗，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。UART也產(chǎn)生額外的信號來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個奇偶錯誤，UART就置位奇偶標(biāo)志。

數(shù)據(jù)方向和通信速度

數(shù)據(jù)傳輸可以首先從最低有效位（LSB）開始。然而，有些UART允許靈活選擇先發(fā)送最低有效位或最高有效位（MSB）。

微控制器中的UART傳送數(shù)據(jù)的速度范圍為每秒幾百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高達(dá)1.1152Mbps。UART波特率還受發(fā)送和接收線對距離（線長度）的影響。

目前，市場上有只支持異步通信和同時支持異步與同步通信的兩種硬件可用于UART。前者就是UART名字本身的含義，在摩托羅拉微控制器中被稱為串行通信接口（SCI）；Microchip微控制器中的通用同步異步收發(fā)器（USART）和在富士通微控制器中的UART是后者的兩個典型例子。

計算機(jī)中的UART

UART是計算機(jī)中串行通信端口的關(guān)鍵部分。在計算機(jī)中，UART相連于產(chǎn)生兼容RS232規(guī)范信號的電路。RS232標(biāo)準(zhǔn)定義邏輯“1”信號相對于地為 3到25伏，而邏輯“0”相對于地為-3到-25伏。所以，當(dāng)一個微控制器中的UART相連于PC時，它需要一個RS232驅(qū)動器來轉(zhuǎn)換電平。調(diào)制解調(diào)器的通訊速度。波特率是指線路狀態(tài)更改的次數(shù)。只有每個信號符合所傳輸數(shù)據(jù)的一位時，才等于每秒位數(shù)。

為了在彼此之間通訊，調(diào)制解調(diào)器必須使用相同的波特率進(jìn)行操作。如果將調(diào)制解調(diào)器的波特率設(shè)置為高于其他的調(diào)制解調(diào)器的波特率，則較快的調(diào)制解調(diào)器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調(diào)制解調(diào)器。

波特率（BaudRate）

模擬線路信號的速率，也稱調(diào)制速率，以波形每秒的振蕩數(shù)來衡量。如果數(shù)據(jù)不壓縮，波特率等于每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如果數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，那么每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)通常大于調(diào)制速率，使得交換使用波特和比特/秒偶爾會產(chǎn)生錯誤。

波特率是指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來表示，其單位是波特（Baud）。波特率與比特率的關(guān)系是比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。

在信息傳輸通道中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號單元叫碼元，每秒鐘通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率。波特率是傳輸通道頻寬的指標(biāo)。

每秒鐘通過信道傳輸?shù)男畔⒘糠Q為位傳輸速率，簡稱比特率。比特率表示有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。

波特率

電子通信領(lǐng)域，波特率即調(diào)制速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的波特數(shù)，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對信號傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。波特率有時候會同比特率混淆，實際上后者是對信息傳輸速率（傳信率）的度量。波特率可以被理解為單位時間內(nèi)傳輸碼元符號的個數(shù)（傳符號率），通過不同的調(diào)制方法可以在一個碼元上負(fù)載多個比特信息。

波特率與比特率

比特率 在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位（bit）數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)bit/s（bps）、每秒千比特數(shù)（Kbps）或每秒兆比特數(shù)（Mbps）來表示（此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機(jī)存儲器容量時的1024和1048576）。

波特率 波特率指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表示，其單位為波特（Baud）。波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。

如何區(qū)分兩者？顯然，兩相調(diào)制（單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進(jìn)制位）的比特率等于波特率；四相調(diào)制（單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進(jìn)制位）的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制（單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進(jìn)制位）的比特率為波特率的三倍；依次類推。

編輯：jq