UART总线9600bps,8N1输出ok

 

 

 

### UART通信协议原理与实现 #### 1. 协议简介 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)是一种双向、串行、异步的通信总线,能够通过两根信号线(TX 和 RX)以及一根地线(GND)来实现全双工通信[^3]。 #### 2. 数据帧结构 在UART通信中,数据是以帧的形式传输的。每一帧通常由以下几个部分组成: - **起始位**:用于标记数据帧的开始,通常是低电平。 - **数据位**:实际要传输的数据,长度可以是5到9位不等。 - **奇偶校验位**(可选):用于检测传输错误,可以选择启用或禁用。 - **停止位**:用于标记数据帧的结束,通常是高电平,可以是一个或两个比特宽。 这些参数必须在发送端和接收端之间保持一致,才能正确解码接收到的数据[^2]。 #### 3. 波特率设置 波特率定义了每秒钟传输的比特数(bps)。为了确保可靠的数据传输,发送方和接收方的波特率应尽可能接近,允许的最大偏差约为±10%。如果超出此范围,则可能导致数据丢失或误读[^2]。 #### 4. 硬件波形解析 当分析UART通信时,可以通过逻辑分析仪观察其硬件波形。典型的一帧数据会显示为一系列高低电平变化,其中每个周期代表一位二进制数据。例如,一个8N1配置下的数据帧将包含一个起始位、八个数据位和一个停止位[^1]。 #### 5. 单片机上的实现 以下是基于C语言的一个简单UART初始化函数示例: ```c void uart_init(unsigned int baud_rate) { UBRRH = (unsigned char)(baud_rate >> 8); // 设置波特率寄存器高位 UBRRL = (unsigned char)baud_rate; // 设置波特率寄存器低位 UCSRB |= (1 << TXEN) | (1 << RXEN); // 启用发射和接收功能 UCSRC |= (1 << URSEL) | (1 << UCSZ0) | (1 << UCSZ1); // 配置字符大小为8位 } ``` 上述代码片段展示了如何在一个假设的AVR单片机上配置UART接口以指定的波特率运行,并启用了基本的收发功能[^1]。 #### 6. 软件应用实例 下面是一段简单的程序用来从UART接收数据并回显给另一端设备: ```c char receive_data() { while (!(UCSRA & (1<<RXC))); // 等待直到有新数据到达 return UDR; // 返回接收到的数据字节 } void send_data(char data_byte) { while(!(UCSRA & (1<<UDRE))); // 等待直到前一次传输完成 UDR = data_byte; // 发送下一个数据字节 } ``` 以上代码实现了最基本的UART数据交换操作——接收来自其他设备的信息并将之原样返回[^1]。 ### 总结 UART作为一种基础而重要的通信方式,在嵌入式系统设计中有广泛应用价值。理解它的基本工作原理及其具体实施方法对于开发人员来说至关重要。
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