uart串口通信的基本原理和通信过程（uart串口通信接口）

UART通讯协议是什么？

作为一种异步串行通信协议，UART 的工作原理是逐位传输所传输数据的每个字符。各位的含义如下：

起始位：首先发送一个逻辑“0”信号，表示传输字符的开始。

数据位：紧接在起始位之后。数据位数可以是4、5、6、7、8等，组成一个字符。通常使用ASCII 码。传输从最低位开始，由时钟定位。

奇偶校验位：将该位添加到数据位后，“1”位的个数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以验证数据传输的正确性。

停止位：字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位或2位高电平。由于数据在传输线上是定时的，并且每个设备都有自己的时钟，因此在通信过程中两个设备之间可能会出现轻微的不同步。因此，停止位不仅表示传输的结束，而且还为计算机提供了纠正时钟同步的机会。可用于停止位的位越多，对不同时钟同步的容忍度就越大，但数据传输速率就越慢。

空闲位：逻辑“1”状态，表示当前线路没有数据传输。

UART串行通信的工作原理

(1)发送数据的过程

空闲状态下，该线为高电平；收到发送命令后，将线拉低一个数据位时间T，然后将数据从低位向高位发送。数据发送完毕后，发送奇偶校验位和停止位。一帧数据传输完毕。

(2)数据接收流程：

空闲状态下，该线为高电平；当检测到线路的下降沿（高电平变为低电平）时，表示线路有数据传输，按照约定的波特率从低到高接收数据。接收到数据后，再接收并比较奇偶校验位是否正确，如果正确则通知后续设备接收数据或将其存入缓冲区。

由于UART是异步传输，不传输同步时钟，为了保证数据的准确性，UART采用16倍数据波特率的时钟进行采样。每个数据有16个时钟样本，取中间样本值，保证样本不会出现滑动或错误。一般情况下，UART帧中的数据位数为8，因此即使每个数据存在时钟错误，接收端也能正确采样数据。

UART接收数据时序为：当检测到数据下降沿时，表明线路上有数据传输。此时计数器CNT 开始计数。当计数器为24=16+8时，采样值为第0位数据；当计数器值为40时，采样值为第一个数据，以此类推，采样接下来的6个数据。如果需要奇偶校验，当计数器值为152时，采样值为奇偶校验位；当计数器值为168时，采样值为“1”，表示停止位，数据接收完成。