UART串口通信协议的三个步骤

　　UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)串口通信协议的核心步骤可归纳为以下三个阶段，每个阶段包含关键子步骤及技术细节：

　　一、 UART通信的三个核心步骤

　　发送端将原始数据转换为符合UART帧格式的串行信号，包含以下子过程：

　　数据加载：待传输的并行数据从数据总线加载至发送器的移位寄存器中。

　　帧结构封装：

　　起始位：添加逻辑低电平(0)信号，标志数据帧开始。

　　数据位：按约定长度(5-9位)插入数据，从最低位(LSB)开始排列。

　　奇偶校验位（可选） ：计算数据位中“1”的数量，添加奇/偶校验位以检测传输错误。

　　停止位：添加1-2位逻辑高电平(1)，标志帧结束并提供时钟同步缓冲。

　　波特率同步：通过波特率发生器(Baud Rate Generator)控制位传输速率，确保发送时序符合约定值(如9600 bps)。

　　数据通过物理线路异步传输，接收端进行信号采样与解析：

　　信号传输：封装后的帧以串行比特流形式从发送端TX引脚传输至接收端RX引脚。

　　起始位检测：接收端持续监测RX线路，检测到下降沿(从1→0)即判定为起始位，启动接收流程。

　　数据采样：

　　按约定波特率生成16倍速的采样时钟(如9600 bps对应153.6 kHz)，每个比特周期采样16次。

　　取第7-9次采样值的多数结果作为实际比特值，避免时钟漂移导致的误码。

　　校验与错误检测：

　　对比奇偶校验位与数据位计算结果，若不一致则标记传输错误。

　　接收端还原有效数据并完成后续处理：

　　帧结构剥离：丢弃起始位、停止位及奇偶校验位，仅保留数据位。

　　串并转换：将串行比特流重组为并行数据，存入接收缓冲寄存器。

　　数据交付：将有效数据通过数据总线传输至接收端处理器或外设。

　　异步通信机制：

　　无需共享时钟信号，依赖精确的波特率匹配(双方需预设相同速率)和起始位同步。

　　误差容忍机制：16倍过采样设计可容忍±4%的时钟偏差。

　　帧结构设计原理：

　　典型参数配置：

　　波特率：常用9600、115200 bps;高速率需缩短线路距离以降低噪声。

　　数据位长度：8位(兼容ASCII)为工业标准，5-7位用于特定场景(如旧式电传设备)。

　　停止位：1位适用于多数场景;2位增强抗干扰能力。