通用異步收發(fā)傳輸器( Universal Asynchronous Receiver/Transmitter )，通常稱作 UART， 是一種異步收發(fā)傳輸器。將數(shù)據(jù)由串行通信與并行通信間作傳輸轉(zhuǎn)換， 作為并行輸入成為串行輸出的芯片 UART 是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。

• 全雙工：發(fā)送和接收可同時進行。 

• 半雙工：任何時候只能處于發(fā)送和接收的某一狀態(tài)。

Uart接口很簡單，就兩根線(RX和TX)。

*注意: 連接時要共地。

UART的工作原理是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一位接一位地傳輸。

數(shù)據(jù)包格式如下:

數(shù)據(jù)包由起始位、數(shù)據(jù)幀、奇偶校驗位和停止位組成。

其中每一位(Bit) 的意義如下：

• 起始位：發(fā)出一個邏輯'0'的信號，表示傳輸字符的開始, 平時不傳輸時一直處于高電平(即邏輯'1')。

• 數(shù)據(jù)位：緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個數(shù)可以是5~8，從最低位開始傳送。如果不使用奇偶校驗位，數(shù)據(jù)幀長度可以是9位。

• 奇偶校驗位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗) 或奇數(shù)(奇校驗) ，以此來校驗數(shù)據(jù)傳送的正確性。

• 停止位：表示數(shù)據(jù)包的結(jié)束?？梢允?位、 1.5位、 2位的高電平。停止位有兩個作用，一個是結(jié)束標(biāo)志，另一個是做時鐘校準。

• 發(fā)送數(shù)據(jù)過程：

空閑狀態(tài)，線路處于高電平；當(dāng)收到發(fā)送數(shù)據(jù)指令后，拉低線路一個數(shù)據(jù)位的時間 T，接著數(shù)據(jù)按低位到高位依次發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，接著發(fā)送奇偶校驗位和停止位（停止位為高電平），一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束。

• 接收數(shù)據(jù)過程：

空閑狀態(tài)， 線路處于高電位；當(dāng)檢測到線路的下降沿（線路電位由高電位變?yōu)榈碗娢唬?時說明線路有數(shù)據(jù)傳輸，按照約定的波特率從低位到高位接收數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)接收完畢后， 接著接收并比較奇偶校驗位是否正確， 如果正確則通知后續(xù)設(shè)備準備接收數(shù)據(jù)或存入緩存。

• 高電平(邏輯'1')

1.輸出：大于2.4V

2.輸入：大于2.0V

• 低電平(邏輯'0')

1.輸出：小于0.8V

2.輸入：小于1.2V

上面指的是5V的TTL電平，5V的TTL和5V的CMOS都是通用的邏輯電平。3.3V及以下的邏輯電平被稱為低電壓邏輯電平，常用的為LVTTL電平。低電壓邏輯電平還有2.5V和1.8V兩種。

(1)RS232

RS232是美國電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準。RS232是9Pin接口。

1）工業(yè)控制的RS232口一般只使用Rx、Tx、GND三個引腳。

2）邏輯電平：

邏輯“1”：-3V~-15V

邏輯“0”：+3V~+15V

3）PC與單片機(MCU)之間串口通信需要進行電平轉(zhuǎn)換。比如使用MAX232芯片進行轉(zhuǎn)換，完成TTL電平與RS232電平的轉(zhuǎn)換。

(2)RS485

1) RS485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。

2) RS485采用差分信號來表示電平：

輸出:

邏輯電平“1”：-2V~-6V (AB線電壓差)

邏輯電平“0”：+2V~+6V (AB線電壓差)

輸入:

邏輯電平“1”：大于+200mV(AB線電壓差)

邏輯電平“0”：小于+200mV(AB線電壓差)

3) MAX485芯片用來完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平。

(3)RS232和RS485的對比

• RS232：

1、傳輸距離大概在15米左右

2、只允許一對一通信

3、全雙工

• RS485：

1、傳輸距離大概1200米

2、總線上允許接多達32個發(fā)射器和43個接收器

3、半雙工

    UART是通信協(xié)議，RS232和RS485是規(guī)定了電氣特性、邏輯電平和各種信號線的功能。