硬件知識_UART硬件介紹

1. 串口的硬件介紹

UART的全稱是Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，即異步發送和接收。
串口在嵌入式中用途非常的廣泛，主要的用途有：

• 打印調試信息；
• 外接各種模塊：GPS、藍牙；

串口因為結構簡單、穩定可靠，廣受歡迎。

通過三根線即可，發送、接收、地線。

通過TxD->RxD把ARM開發板要發送的信息發送給PC機。
通過RxD->TxD線把PC機要發送的信息發送給ARM開發板。
最下面的地線統一參考地。

2. 串口的參數

• 波特率：一般選波特率都會有9600,19200,115200等選項。其實意思就是每秒傳輸這么多個比特位數(bit)。
• 起始位: 先發出一個邏輯”0”的信號，表示傳輸數據的開始。
• 數據位：可以是5~8位邏輯”0”或”1”。如ASCII碼（7位），擴展BCD碼（8位）。小端傳輸。
• 校驗位：數據位加上這一位后，使得“1”的位數應為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)，以此來校驗數據傳送的正確性。
• 停止位：它是一個字符數據的結束標志。

怎么發送一字節數據，比如‘A‘?
‘A’的ASCII值是0x41,二進制就是01000001，怎樣把這8位數據發送給PC機呢？

• 雙方約定好波特率（每一位占據的時間）；

• 規定傳輸協議

  • 原來是高電平，ARM拉低電平，保持1bit時間；
  • PC在低電平開始處計時；
  • ARM根據數據依次驅動TxD的電平，同時PC依次讀取RxD引腳電平，獲得數據；

前面圖中提及到了邏輯電平，也就是說代表信號1的引腳電平是人為規定的。
如圖是TTL/CMOS邏輯電平下，傳輸‘A’時的波形：

在xV至5V之間，就認為是邏輯1，在0V至yV之間就為邏輯0。

如圖是RS-232邏輯電平下，傳輸‘A’時的波形：

在-12V至-3V之間，就認為是邏輯1，在+3V至+12V之間就為邏輯0。

RS-232的電平比TTL/CMOS高，能傳輸更遠的距離，在工業上用得比較多。

市面上大多數ARM芯片都不止一個串口，一般使用串口0來調試，其它串口來外接模塊。

3. 串口電平

ARM芯片上得串口都是TTL電平的，通過板子上或者外接的電平轉換芯片，轉成RS232接口，連接到電腦的RS232串口上，實現兩者的數據傳輸。

現在的電腦越來越少有RS232串口的接口，當USB是幾乎都有的。因此使用USB串口芯片將ARM芯片上的TTL電平轉換成USB串口協議，即可通過USB與電腦數據傳輸。

上面的兩種方式，對ARM芯片的編程操作都是一樣的。

4. 串口內部結構

ARM芯片是如何發送/接收數據？
如圖所示串口結構圖：

要發送數據時，CPU控制內存要發送的數據通過FIFO傳給UART單位，UART里面的移位器，依次將數據發送出去，在發送完成后產生中斷提醒CPU傳輸完成。
接收數據時，獲取接收引腳的電平，逐位放進接收移位器，再放入FIFO，寫入內存。在接收完成后產生中斷提醒CPU傳輸完成。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的硬件知识 UART硬件介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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