看下面這個圖，大家已經(jīng)知道今天的主角是UART，我們通常說的串口，UART包含TTL電平和RS-232電平兩種，嵌入式系統(tǒng)里面，單片機的串口一般都是TTL電平。

今天的內(nèi)容關(guān)于UART的幀格式，比較簡單，玩過單片機的小伙伴應(yīng)該都知道。

UART的英文全稱是：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，意為通用異步收發(fā)傳輸器。

UART因為有兩根線數(shù)據(jù)線TX和RX，可以以全雙工的形式進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，同一時刻，兩條鏈路的發(fā)送器和接收器可以同時傳輸數(shù)據(jù)。

區(qū)別于全雙工的，還有另一種，是半雙工，因為只有一根數(shù)據(jù)線，所以數(shù)據(jù)傳輸是這樣。

或者是下面這樣，同一時刻，只有一條鏈路在傳輸數(shù)據(jù)。

除了雙工形式，還有一種是半工，只有發(fā)送器到接收器這一個鏈路。

說完了UART的工作模式，下面進入主題——UART幀格式，也可以稱之為UART協(xié)議，單片機與PC之間的通信，為了保證數(shù)據(jù)通信的可靠性，雙方都必須遵從UART協(xié)議。

UART數(shù)據(jù)幀格式

其中各位的含義如下：

起始位：發(fā)送1位邏輯0（低電平），開始傳輸數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)位：可以是5~8位的數(shù)據(jù)，先發(fā)低位，再發(fā)高位，一般常見的就是8位（1個字節(jié)），其他的如7位的ASCII碼。

校驗位：奇偶校驗，將數(shù)據(jù)位加上校驗位，1的位數(shù)為偶數(shù)（偶校驗），1的位數(shù)4為奇數(shù)（奇校驗）。

停止位：停止位是數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的標志，可以是1/1.5/2位的邏輯1（高電平）。

空閑位：空閑時數(shù)據(jù)線為高電平狀態(tài)，代表無數(shù)據(jù)傳輸。

如果我們傳輸數(shù)據(jù)0X33（00110011），那么對應(yīng)的波形就是如下這樣，因為是LSB在前，所以8位數(shù)據(jù)依次是11001100

發(fā)送0X33數(shù)據(jù)幀格式

如果再發(fā)其他數(shù)據(jù)，再依次循環(huán)這個過程即可。

UART是異步傳輸，以1個字符為傳輸單位，傳輸2個字符之間的時間間隔，比如傳輸0X33后再傳輸0X35，這兩者時間間隔是未知的。

但是同一字符內(nèi)相鄰位間的時間間隔是確定的，比如0X33低兩位的1和1之間的時間間隔是確定的，這涉及到UART傳輸速率的概念——波特率。

波特率的單位是bps，全稱是bit per second，意為每秒鐘傳輸?shù)腷it數(shù)量。

波特率9600bps，代表每秒鐘傳輸bit的數(shù)量為9600，那么傳輸1bit數(shù)據(jù)的時間就是1/9600=104us，波特率115200bps，代表傳輸1bit數(shù)據(jù)的時間是8us。

兩個串口之間是如何發(fā)送和接受數(shù)據(jù)呢？

首先，UART1以9600波特率發(fā)送0X33，先在數(shù)據(jù)線上放1個104us脈寬的低電平（起始位），然后是連續(xù)2個104us脈寬的高電平（2bit邏輯1），依次類推。

其次，UART2以9600波特率接收0X33，通過數(shù)這些數(shù)據(jù)的脈寬，來確認數(shù)據(jù)。

為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，減少誤差，一般UART1和UART2之間的波特率差別小于10%，一次最多只能傳輸1個字節(jié)（8bit），也有效減小了累計誤差。