UART 和 USART 有区别

UART与USART的区别与应用
本文详细阐述了UART和USART的定义、区别以及在不同模式下的应用方式,深入理解它们在电子通信领域的功能与特点。
   

UART为universal asynchronous receiver and transmitter的简写,中文为通用异步收发器 ,信号包含  TX , RX

USART为universal synchronous asynchronous receiver and transmitter的简写,中文为通用同步异步收发器 ,信号包含  TX, RX, CK    

不同的之处:

USART同时支持同步模式/异步模式,支持同步模式时 需要同步始终信号USART_CK;UART只支持异步模式。

相同之处:

在不使用同步信号时,UART和USART使用方式是一样的,都使用异步模式。


### UART USART 的区别 #### **1. 工作模式** UART(通用异步收发器)仅支持**异步通信模式**,它通过起始位、停止位波特率来实现数据的异步传输。这种方式不需要共享时钟信号,因此在硬件连接上只需 TX(发送) RX(接收)两根信号线即可完成通信[^4]。 USART(通用同步/异步收发器)则具备更广泛的功能,除了支持异步通信外,还能够进行**同步通信**。在同步模式下,USART可以提供一个**主动时钟信号(CLK)**,用于触发数据传输,从而确保发送端接收端之间的严格同步。这种特性使得USART适用于需要精确时序控制的场景,如智能卡接口(ISO7816)等应用[^1]。 #### **2. 数据传输机制** 在异步通信中,UARTUSART的工作方式基本相同,均采用起始位停止位来标识数据帧的开始结束,依靠预设的波特率保持通信双方的数据同步。然而,在同步通信中,USART能够传输连续的数据块,且对于整个数据块只有一个起始位停止位,这减少了通信开销[^3]。 #### **3. 功能扩展性** UART的功能较为基础,主要提供简单的异步串行通信功能,支持的参数包括停止位数、校验位类型(偶校验或奇校验)等。相比之下,USART不仅具备UART的所有异步功能,还能支持多种标准协议,例如: - IrDA(红外数据通信) - LIN(局域互联网络总线) - 智能卡协议 - RS-485 接口驱动 - Modbus 协议等 此外,USART还支持流控制(Flow Control),可以通过 RTS(求发送) CTS(清除发送)信号线来协调数据流量,防止缓冲区溢出,提高通信可靠性[^5]。 #### **4. 硬件配置复用功能** 在实际使用中,UARTUSART的引脚通常需要通过GPIO(通用输入输出)进行复用配置。以STM32微控制器为例,USART不仅可以作为标准串口使用,还可以通过重映射功能将默认引脚切换到备用引脚,避免其他外设发生冲突。此外,在同步通信模式下,USART还需要额外的时钟引脚来提供同步时钟信号[^4]。 #### **5. 应用场景** 由于UART结构简单、成本低,常用于嵌入式系统中短距离、低速率的数据通信,如传感器数据采集、GPS模块通信等。而USART因其支持同步通信多种协议,适合应用于需要高速同步通信或多协议兼容性的场合,如工业自动化控制、智能卡读写器、远程通信模块等[^5]。 --- ### 示例代码:UARTUSART的基本通信 以下是一个基于Python的PySerial库实现UART通信的示例: ```python import serial # 配置串口参数 ser = serial.Serial( port='COM1', # 串口号 baudrate=9600, # 波特率 parity=serial.PARITY_NONE, stopbits=serial.STOPBITS_ONE, bytesize=serial.EIGHTBITS ) # 发送数据 ser.write(b'Hello, World!') # 接收数据 response = ser.read(10) print(response) # 关闭串口 ser.close() ``` 对于USART的同步通信,通常需要在硬件层面进行配置。以STM32为例,可以通过设置寄存器启用同步模式输出时钟信号: ```c // 启用USART同步模式输出时钟 USART_InitTypeDef USART_InitStruct; USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600; USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 设置为同步模式 USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStruct; USART_ClockInitStruct.USART_Clock = USART_Clock_Enable; USART_ClockInitStruct.USART_CPOL = USART_CPOL_Low; USART_ClockInitStruct.USART_CPHA = USART_CPHA_1Edge; USART_ClockInitStruct.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable; USART_Init(USART1, &USART_InitStruct); USART_ClockInit(USART1, &USART_ClockInitStruct); // 启动USART USART_Cmd(USART1, ENABLE); ``` ---
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