单片机常用通信协议之UART通信简介

UART通信简介

UART即通用异步收发器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)，和IIC一样，其总线构成只有两根线，即TX和RX，但其可以同步收发，故UART为异步、全双工的串行通信方式；其在嵌入式单片机领域具有极其广泛的应用，如通常的串口通信：RS232、RS485、RS422、TTL等。

UART通信允许两个时钟不同的设备进行通信，其原理就是通过双方约定相同的波特率(即单位时间内传送的码元符号的个数，它是对符号传输速率的一种度量)和数据帧格式(即数据位数，校验方式，停止位等)进行数据的收发，波特率的单位是每秒比特数(bps)，常用的波特率有：1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps，38400bps，57600bps，115200bps，921600bps等。

UART通信的实现需要两根通信线：TX和RX，其中TX用于数据的发送，RX用于数据的接收，其中主机的TX接设备的RX，主机的RX接设备的TX。

UART通信协议

要实现双方通信则先要定义双方的通信的波特率，然后再进行数据的收发；下面来介绍一下UART通信中的数据帧是怎样的：

1. 起始位：标志数据传输开始，发出一个逻辑电平为0的信号标志为起始位；
2. bit数据位：即实际通信中数据bit位数，常用的数据位一般配为5或6或7或8，LSB低位先行；
3. 奇偶校验位：发送数据的校验可以为无校验、奇校验、偶校验；奇校验：数据位中1的个数为偶数，则校验位为1，否则为0；偶校验：数据位中1的个数为偶数，则校验位为0，否则为1；
4. 停止位：标志当前数据传输的结束，可配为1位、1.5位或2位的逻辑电平1.
5. 空闲位：处于逻辑电平1状态。
   一帧完整的数据是由1位起始位、5到8位数据位、0到1位校验位、1/1.5/2位停止位构成，如下图数据帧的传输时序示例所示：

UART通信特点

1. 不需要同步时钟线，只需要约定好波特率及数据帧格式即可通过TX、RX收发数据，因此其线路相对比较简单，且成本低；
2. 可实现双向异步通信；
3. 双方可根据具体的需要来约定具体的传输数据包格式，便于用户进行开发；
4. 因其高低电平用0和1表示，通信的抗干扰能力差，数据的通信容易受线缆的影响，通信距离偏短。

UART相关代码

UART在我们开发中最常用到的功能就是串口调试功能，以下附上软件UART串口的相关代码供大家参考：

void uart_init(void)//uart初始化

{

UART_InitTypeDef UART_InitStructure;

GPIO_PinRemapConfig(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1, GPIO_Remap_0);

UART_InitStructure.UART_BaudRate = 115200;



UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;

UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;

UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;

    

UART_Init(UART0, &UART_InitStructure);

}

以上初始化主要为配置相应IO口复用为UART模式(TX脚配为复用推挽输出，RX脚配为浮空输入)，配置串口波特率为115200、数据位为8位、1位停止位、无校验位。

//重定位C库函数printf到UART0, 发送一字节数据到UART

int fputc(int c,FILE*f)

{

while(!UART_IsTXEmpty(UART0));

UART_SendData(UART0, (uint8_t) ch);



return ch;

}

//重定位C库函数scanf到UART0，等待串口输入数据

int fgetc(FILE *f)

{

while(UART_GetFlagStatus(UART0,UART_FLAG_RXNE) == RESET);

return(int)UART_ReceiveData(USART0);

}