【uart串口通信】UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的异步串行通信协议，广泛应用于嵌入式系统、微控制器与外部设备之间的数据传输。它不需要时钟信号同步，而是通过起始位、数据位、校验位和停止位来实现数据的传输。以下是关于UART串口通信的关键信息总结。
一、UART通信基本原理
UART通信是一种异步方式，意味着发送端和接收端使用独立的时钟，但需要在通信前约定相同的波特率（Baud Rate），以确保双方能够正确解析数据。
- 起始位：表示数据传输开始，通常为低电平。
- 数据位：实际传输的数据，一般为5~8位。
- 校验位：用于检测传输错误，可选奇校验、偶校验或无校验。
- 停止位：表示数据传输结束，通常为高电平，可以是1或2位。
二、UART通信特点
| 特点 | 说明 |
| 异步通信 | 不需要共享时钟信号 |
| 简单易用 | 硬件资源占用少，适合低成本应用 |
| 双向通信 | 支持全双工模式（同时收发） |
| 波特率配置 | 需要双方设置相同速率 |
| 无硬件握手 | 依赖软件控制数据流 |
三、常见应用场景
| 应用场景 | 说明 |
| 嵌入式系统 | 如Arduino、树莓派等设备之间通信 |
| 工业控制 | PLC与传感器、执行器之间的数据交换 |
| 调试接口 | 开发板上的调试输出（如串口调试助手） |
| 无线模块 | 如蓝牙、WiFi模块与主控芯片的连接 |
四、UART通信配置参数
| 参数 | 说明 |
| 波特率（Baud Rate） | 数据传输速率，单位为bps（比特每秒） |
| 数据位（Data Bits） | 每个字符包含的位数，如5、6、7、8位 |
| 校验位（Parity Bit） | 用于错误检测，如None、Even、Odd |
| 停止位（Stop Bits） | 表示数据帧结束，如1、2位 |
| 流控制（Flow Control） | 可选，用于防止数据丢失（如RTS/CTS） |
五、UART与RS232、USB的区别
| 比较项 | UART | RS232 | USB |
| 通信方式 | 异步串行 | 同步串行 | 全双工 |
| 电平标准 | TTL电平（0/5V） | -12V/+12V | 逻辑电平（0/3.3V） |
| 传输距离 | 短距离（<15米） | 较远（可达15米） | 短距离（需集线器扩展） |
| 速度 | 通常较低（<1Mbps） | 一般为19.2kbps~1Mbps | 高速（USB 2.0: 480Mbps） |
| 接口类型 | 通常为TTL电平 | 专用接口（DB9等） | 标准接口（USB-A/B/C等） |
六、总结
UART串口通信因其简单、灵活、成本低的特点，在嵌入式系统中广泛应用。虽然它不具备高速传输能力，但在许多对实时性要求不高的场合中表现优异。理解其工作原理和配置参数，有助于在实际项目中合理设计通信方案，提升系统的稳定性和可靠性。