【UART是什么】UART，全称是“Universal Asynchronous Receiver/Transmitter”，中文译为“通用异步收发传输器”。它是一种用于串行通信的硬件接口标准，广泛应用于计算机、嵌入式系统和各种电子设备中。UART的主要功能是实现两个设备之间的数据传输，特别是在没有时钟同步的情况下进行异步通信。
一、UART的基本概念
UART是一种异步串行通信协议，意味着发送方和接收方不需要共享一个共同的时钟信号来同步数据传输。相反，它依靠预定义的波特率（Baud Rate）来确保双方能够正确地解析数据。
UART通常使用两根线进行通信：
- TXD（发送数据线）：用于从设备发送数据。
- RXD（接收数据线）：用于接收来自其他设备的数据。
在某些情况下，还会用到RTS（请求发送）和CTS（清除发送）等控制信号，以实现流控制。
二、UART的工作原理
UART通信的基本流程如下：
1. 起始位（Start Bit）：表示数据传输的开始。
2. 数据位（Data Bits）：实际传输的数据，通常是5~8位。
3. 校验位（Parity Bit）：用于检测传输错误，可选。
4. 停止位（Stop Bit）：表示数据传输的结束，可以是1或2位。
整个过程由发送端和接收端按照相同的波特率进行操作，从而保证数据的准确传输。
三、UART的应用场景
| 应用场景 | 说明 |
| 串口调试 | 常用于开发板、嵌入式系统的调试接口，如通过USB转UART模块连接电脑。 |
| 设备间通信 | 如传感器与主控芯片之间、工业设备之间的数据交换。 |
| 蓝牙模块连接 | 蓝牙模块常通过UART与主控芯片通信，实现无线数据传输。 |
| 通信协议转换 | 用于将并行数据转换为串行数据，或反之，适应不同设备的接口需求。 |
四、UART与USART的区别
| 特性 | UART | USART |
| 同步/异步 | 异步 | 支持同步和异步两种模式 |
| 时钟信号 | 无 | 可选时钟信号 |
| 数据格式 | 简单，固定 | 更灵活，支持多种配置 |
| 通信距离 | 短距离 | 可支持更远距离（配合RS232等） |
五、总结
UART是一种简单但非常实用的串行通信协议，适用于需要低复杂度、低成本通信的场景。虽然它不支持高速数据传输，但在许多嵌入式系统和工业控制应用中仍然不可或缺。掌握UART的基本原理和使用方法，有助于理解和开发各种基于串口通信的设备与系统。
