三大通信协议（1）UART

最新推荐文章于 2025-09-27 02:50:54 发布
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分类专栏： FPGA的那些事 文章标签： fpga verilog uart 串口通信
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_40285117/article/details/118214429
本文详细介绍了UART通信协议，包括UART通信协议简介、通信时序，以及UART与RS232、TTL的关系。此外，通过实例展示了UART在FPGA中的应用，包括程序代码和仿真验证，适合FPGA初学者学习。

一、UART通信协议简介

    UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）是一种通用串行数据总线，用于异步通信，是一种低速、全双工的通信数据总线，在FPGA中，UART常应用于PC与FPGA之间的慢速通信。UART有tx（发送数据线），rx（接收数据线）两条数据传输线，因此是一种全双工的、异步通信模式。在通信的过程中，双方需要事先约定好通信速率，UART常用的通信速率9600bite/s、19200bite/s、115200bite/s等。

二、UART通信时序

       UART异步串行通信是以字符为传输单位，一位一位的顺序输送。由于UART通信无时钟线，因此UART通信不同于IIC通信和SPI通信，属于异步串行通信，通信双方需要事先约定好通信速率，即误码率：每秒传输二进制bite的个数。

      下图给出了UART通信的时序图：

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仲裁段的内容主要为本数据帧的 ID 信息 (标识符)，数据帧具有标准格式和扩展格式两种，区别就在于 ID 信息的长度，标准格式的 ID 为 11 位，扩展格式的 ID 为 29 位，它在标准 ID 的基础上多出 18 位。需要说明的是，对于异步通信来说，要进行时钟同步，只能依据电平的变化。假如有多个 CAN 通讯节点，在同一时间，一些输出隐性电平，另一些输出显性电平，那么那么根据“线与逻辑”的规定，此时CAN 总线为显性电平 (逻辑 0)，显性电平的名字就是这样来的，即可以认为显性具有优先的意味。
串行通信入门：uart、i2c、spi
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