linux uart驅動——uart原理（一）

      UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)通用異步收發器（異步串行通訊口），是一種通用的數據通訊協議，它包括了RS23二、RS49九、RS42三、RS422和RS485等接口標準規範和總線標準規範，即UART是異步串行通訊口的總稱。

      UART之間以全雙工方式傳輸數據，最精確的連線方法只有3根電線：TxD用於發送數據，RxD用於接收數據，Gnd用於給雙發提供參考電平。

 

     UART使用標準的TTL/CMOS邏輯電平（0~5v、0~3.3v、0~2.5v或0~1.8v）來表示數據，高電平表示1，低電平表示0。爲了加強數據的抗干擾能力、提升傳輸長度，一般將TTL/CMOD邏輯電平轉換爲RS-232邏輯電平，3~12v表示0，-3~-12v表示1

     TxD、RxD數據線以位爲最小單位傳輸數據，而幀由具備完整意義的、不可分割的若干位組成，它包含開始位、數據位、校驗位（須要的話）和中止位。發送數據以前，UART之間要約定好數據的傳輸速率（即每位所佔據的時間，其倒數稱爲波特率）、數據的傳輸格式（即有多少個數據位、是否使用校驗位、是奇校驗仍是偶校驗、有多少箇中止位）。

數據傳輸流程以下：

（1）平時數據線處於空閒狀態（1狀態）

（2）當要發送數據時，UART改變TxD數據線的狀態（變爲0狀態）並維持1位的時間，這樣接收方檢測到開始位後，在等待1.5位的時間就開始一位一位地檢測數據線的狀態獲得所傳輸的數據。

（3）UART一幀中能夠有五、六、7或8位的數據，發送方一位一位地改變數據線的狀態將他們發送出去，首先發送最低位。

（4）若是使用校驗功能，UART在發送完數據後，還要發送1位校驗位。有兩種校驗方法：奇校驗、偶校驗——數據位連同校驗位中，1的數據等於奇數或偶數。

（5）最後，發送中止位，數據線恢復到空閒狀態（1狀態）。中止位的長度有3種：1位、1.5位、2位。

     下圖演示了UART使用7個數據位、偶校驗、2箇中止位的格式傳輸字符‘A’（二進制值爲0b1000001）時，TTL/COM邏輯電平和RS-232邏輯電平對應的波形

TTL/COM邏輯電平：

 

RS-232邏輯電平：