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一、UART是什么？

UART 是一种通用异步收发传输器，它是嵌入式系统中实现异步、串行、全双工通信的核心功能模块。其核心职责是完成并/串与串/并转换，并管理通信的时序与帧结构。

需要精确区分以下概念：

• UART： 指协议本身或芯片内部的逻辑功能模块。
• 串口： 常指外部的物理通信端口。
• USART：通用同步/异步收发传输器。它在UART的基础上，增加了对同步通信模式的支持。在同步模式下，通信需要一根额外的时钟线来同步数据收发。
• 通信标准： UART定义了数据链路层的帧格式和时序，而 RS-232、RS-485、TTL 定义了不同的物理层电平标准，两者结合才能构成完整的通信链路。
• 电平标准： UART模块产生的通常是TTL/CMOS电平（0V表0， 3.3V/5V表1）。而 RS-232（+3~+15V表0， -15V ~ -3V表1）、RS-485（两线间的电压差：-（2 ~ 6）表0，+（2~6）V表1） 是用于不同应用场景的物理层电平标准，需通过专用收发器与UART模块连接。

二、怎么工作？

UART通信基于两根基本信号线：TX（发送）  和 RX（接收） 。通信双方没有共享的时钟信号，因此必须预先精确约定通信速率（波特率）。

数据帧结构

一个完整的UART数据帧由以下部分顺序构成：

1. 空闲状态： 线路持续保持逻辑高电平（1）。
2. 起始位： 一个比特周期的逻辑低电平（0）。这是帧开始的同步信号，接收端据此启动内部时钟进行位采样。
3. 数据位： 紧接起始位之后，通常为 5、6、7、8 或 9 位，其中 8 位最为常见。数据以 LSB-first（最低有效位优先） 的顺序发送。
4. 校验位：可选的错误检测位。发送方根据数据位中“1”的个数计算奇偶性，接收方验证该特性。可以是奇校验、偶校验或无校验。
5. 停止位： 1、1.5 或 2 位的逻辑高电平（1）。其作用不仅是标志帧结束，更重要的是确保在下一帧起始位（下降沿）