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简介

UART全称Universal Asynchronous，中文意思就是通用异步收发传输器。可以双向通信，实现全双工传输和接收。
在嵌入式设计中，UART用于主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其他器件，如EEPROM通信。

硬件接线

RS232

RS232接口是PC机上串行接口标配, 通常用DB9，DB9又有公头(针型)和母头(孔型)之分。
其图片如下图所示：

其接口定义如下：

1. DCD 载波检测
2. RXD 接收数据  -----> 终端到计算机(计算机是公头)
3. TXD 发送数据  -----> 计算机到终端(计算机是公头)
4. DTR 数据终端准备好
5. GND 信号地线
6. DSR 数据准备好
7. RTS 请求发送
8. CTS 清除发送
9. RI  振铃提示

实际的使用中，一般只需要接2，3，5。即收、发和地三根线，就能实现通信。

RS485

RS485接口通常为2条线，A和B，其图片如下图所示

实际的使用中，需要接线A, B两条线实现通信。

RS232和RS485比较

通信原理

UART用一条传输线将数据一位位地顺序传送, 以字符为传输单位. 通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的, 然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的。（一个字符的信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成）。

• 起始位: 先发出一个逻辑0信号, 表示传输字符的开始
• 数据位: 可以是5~8位逻辑0或1. 如ASCII码(7位), 扩展BCD码(8位)小端传输
• 校验位: 数据位加上这一位后, 使得1的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)
• 停止位: 它是一个字符数据的结束标志. 可以是1位、1.5位、2位的高电平
• 空闲位: 处于逻辑1状态, 表示当前线路上没有数据传送

波特率
数据传送速率用波特率来表示：指每秒钟传送的二进制位数。如每秒钟传送240个字符, 而每个字符包含10位这时的波特率为2400Bd。

uart和usart的区别

UART是通用异步收发器，而USART是通用同步异步收发器。
一般而言，单片机中:

• 名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯。
• 名称为USART的接口既可以用于同步串行通讯，也能用于异步串行通讯。

事实上当我们使用USART在异步通信的时候，它与UART没有什么差别，可是用在同步通信的时候，差别就非常明显了：大家都知道同步通信需要时钟来触发数据传输，也就是说USART相对UART的差别之中的一个就是能提供主动时钟。
如STM32的USART能够提供时钟支持ISO7816的智能卡接口。

实例

针对STM32的串口数据位特点，改成对应PC的串口数据校验

通过查询STM32数据手册如下图：

可知：

STM32 8+E/O ==>  PC 7+E/O
STM32 8+N   ==>  PC 8+N
STM32 9+E/O ==>  PC 8+E/O
STM32 9+N   ==>  PC 9+N

需要特别注意的是：

当STM32芯片设置8+E/O的时候，PC端设置7+E/O，通过串口收发数据会发现，PC端发送到STM32芯片是异常的，但是PC端接收到STM32芯片的数据是正常的。

原因
因为STM32的文档里（串口设置的数据长度包含校验位），即一旦使能了校验位，则数据位设置了8位，就变成7位数据+1位校验位。
所以此时的STM32的串口设置相当于PC端设置7+E/O。

• 当PC端发送数据的时候:
  STM32收到的数据是7位数据+1位校验位，但是因为STM32里面不支持7位数据位，所以这个时候会出现接收数据异常。

• 当PC端接收数据的时候:
  STM32发送的数据是7位数据+1位校验位，刚好和PC端设置7+E/O是一样的，所以这个时候接收时正常的。

当使用9600波特率的时候，通讯稳定，当使用115200波特率的时候，通讯变得不稳定。

串行通信中，数据位信号流在信号线上传输时，要引起畸变，畸变的大小与以下的因素有关：

• 波特率—–信号线的特征（频带范围）
• 传输距离—信号的性质及大小（电平高低，电流大小）
• 当畸变较大时，接收出现误码。

在规定的误码率下，当波特率，信号线，信号的性质及大小一定时，串行通信的传输距离就一定。为了加大传输距离，必须加调制解调器。

最终解决方案:
既然硬件通讯过程中会出现错误的情况，通讯协议在解析的时候考虑到兼容这种情况，那么对协议解析进行优化处理，后续验证可以。