什么是UART?它的作用是什么?

作者:cambrain     发布时间:2025-01-21     点击数:0    

UART即通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),是一种常用的串行通信接口,主要用于实现设备之间的异步数据传输。以下是其详细介绍:

工作原理

异步通信:UART通信中,数据以字符为单位进行传输,每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。发送方和接收方不需要使用同一个时钟信号来同步数据传输,而是通过约定好的波特率来保证数据的正确发送和接收。发送方按照一定的波特率将数据一位一位地发送出去,接收方也以相同的波特率进行接收,并根据起始位、停止位等信息来识别和解析数据。

数据转换:在发送数据时,UART将并行数据转换为串行数据,逐位发送出去;在接收数据时,又将接收到的串行数据转换为并行数据,以便设备进行处理。

主要作用

实现设备通信:广泛应用于各种电子设备之间的通信,如微控制器(MCU)、微处理器(MPU)与传感器、执行器、显示屏等外部设备之间的数据传输。例如,在智能家居系统中,UART可用于将温湿度传感器采集到的数据传输给主控芯片,或者将主控芯片的控制指令发送给智能插座等执行设备。

连接不同接口:作为一种通用的通信接口,UART可以通过电平转换芯片等与其他不同电平标准或通信协议的接口进行连接和转换。比如,它可以与RS-232、RS-485等接口进行适配,实现不同设备之间的通信互联,使具有不同接口的设备能够进行数据交互。

调试与监控:在嵌入式系统开发和调试过程中,UART常被用于输出调试信息。开发人员可以通过UART将程序中的变量值、运行状态等信息发送到计算机或其他终端设备上进行显示和分析,以便快速定位和解决问题。同时,也可以通过UART接收外部输入的指令和数据,实现对设备的远程监控和配置。

扩展功能模块:许多扩展功能模块,如蓝牙模块、Wi-Fi模块等,通常都具备UART接口,以便与主控制器进行通信。通过UART接口,主控制器可以与这些模块进行数据交互,实现无线通信、网络连接等功能扩展。例如,在物联网设备中,主控芯片通过UART与Wi-Fi模块连接,实现设备与互联网的连接,将采集到的数据上传到云端服务器。

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