1. 简介
UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, 通用异步收发传输器
UART协议规定了通信双方所遵守的规定,属于数据链路层
RS232接口标准规定了电气特性、逻辑电平和各种信号线功能,属于物理层
2. RS232
RS232接口是PC机上串行接口标配,有DB9和DB25两种,通常为DB9
其接口定义如下
RS-232将设备分为
- 数据终端设备（DTE，Data Terminal Equipment, For example, PC）
- 数据通信设备（DCE，Data Communication Equipment）
DB9又有公头(针型)和母头(孔型)之分, PC上为公头
实际使用接口时，一般只要2，3，5，即收、发和地三根线，就能实现通信
3. UART
UART用一条传输线将数据一位位地顺序传送,以字符为传输单位
通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的, 然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的
数据传送速率用波特率来表示, 指单位时间内载波参数变化的次数, 或每秒钟传送的二进制位数
如每秒钟传送240个字符, 而每个字符包含10位(1个起始位, 1个停止位, 8个数据位), 这时的波特率为2400Bd
传输时序如下图
在UART中,信号线上共有两种状态, 分别用逻辑1(高电平)和逻辑0(低电平)来区分
在空闲时, 数据线应该保持在逻辑高电平状态
其中各位的意义如下
起始位(Start Bit): 先发出一个逻辑0信号, 表示传输字符的开始
数据位(Data Bits): 可以是5~8位逻辑0或1. 如ASCII码(7位), 扩展BCD码(8位)小端传输
校验位(Parity Bit): 数据位加上这一位后, 使得1的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)
停止位(Stop Bit): 它是一个字符数据的结束标志. 可以是1位、1.5位、2位的高电平
空闲位: 处于逻辑1状态, 表示当前线路上没有资料传送
UART有如下流控方式
- 软件流控: XON/XOFF
- 硬件流控: RTS/CTS
实际使用串口过程中最常用的设置如下
- 波特率: 115200
- 校验位: 无
- 数据位: 8
- 停止位: 1
- 流控: 无
4. 外设连接
PC与嵌入式设备的连接需要一个电平转换器(MAX232/MAX3232),
具体即嵌入式设备将UART口引出为RS-232 Connector(4口,TX、RX、GND、VCC)
RS232 Connector通过杜邦线连接MAX232
MAX232则通过RS232接口/USB与PC的COM口/USB口相连
tip: 若使用PC的USB接口做串口需要专门的驱动
下图是SOC与外围设备之间的常用UART连接方式
资料:
<Serial Port Basics>
<UART Tutorial for Robotics>
<A tutorial on the RS-232 standard>