UART原理

1. 概述
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种异步串口IO端口（Asynchronous Serial I/O port）,每个SOC上可支持多个独立的UART。每个独立的UART的特性如下：
（1）每个UART port可基于中断或者DMA来工作，也就是UART可生成中断或者DMA请求，在内存和UART间进行数据的传输；
（2）可编程的波特率、红外传送(接收)、1~2个停止位、5~8 bit数据位宽、校验位（奇、偶校验）；
（3）主要组成部分是控制单元，接收器，发送器，波特率生成器，结构框图如下

数据发送：数据被写到传输的传输队列中（FIFO（First Input First Output））中，之后数据会被copy到移位器（transmit shifter）中，最终数据移位器通过Tx pin传出。
数据接收：数据通过Rx pin将数据移入接收移位器中，接收移位器中的数据被传输到接收队列。

2.详细描述
(1)数据帧：UART数据帧包括起始位，5~8bit数据位，可选的校验位，1~2bit停止位。数据帧是可编程的，可以通过控制寄存器来进行设置。
（2）数据传出：数据传输时，一个突发长度的数据传输完成后，传输器会产生一个信号，之后下一数据才开始继续传输。
（3）数据接收：接收器除了接收数据外，还会接收传输的错误码，包括复写错误，校验错误，帧错误，传输完成信号错误：
<1>复写错误：新接收的数据覆盖了已经存在的数据（此数据还没来得及读出去）；
<2>校验错误：接收器检测到了校验异常；
<3>帧错误：接收的数据没有有效的停止位；
<4>传输完成信号错误：接收器等待接收数据的时间超过了一次数据帧传输所花的时间。