uart通信协议标准
时间: 2025-06-03 12:25:06 浏览: 22
### UART通信协议的标准和规范
UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种通用的异步串行通信协议,主要用于将数据在串行通信与并行通信之间进行转换。尽管UART本身并不直接定义具体的物理层标准,但它通常会配合一些常见的物理层接口标准来实现实际应用中的通信功能。
#### 物理层标准
UART可以支持多种物理层接口标准,这些标准主要定义了通信过程中的电气特性、传输速率以及连接方式等内容。以下是几种常用的物理层标准:
- **RS232**: 这是最经典的UART物理层标准之一,适用于短距离通信场景。它规定了通信口的电气特性、传输速率范围以及其他机械属性等细节[^1]。
- **RS422 和 RS485**: 这些标准提供了更高的抗干扰能力和更远的有效通讯距离相比RS232而言。它们常被应用于工业环境中需要稳定可靠的数据交换场合下[^2]。
#### 数据帧结构
UART通过特定格式的数据帧来进行信息传递。一个典型的数据帧由以下几个部分组成:
1. **起始位 (Start Bit)**: 表明即将开始传送一个新的字节, 总是一个低电平信号.
2. **数据位 (Data Bits)**: 可配置长度一般为5到9比特不等,默认情况下设置成8bit表示ASCII字符集内的每一个字母或者符号.
3. **奇偶校验位 (Parity Bit - Optional)**: 用于错误检测目的而存在; 如果启用了此选项,则可以选择奇数还是偶数作为验证依据.
4. **停止位 (Stop Bits)**: 结束当前正在发送的信息单元标志符, 至少持续高电平时长等于或大于两位时间间隔.[^3]
#### 工作原理概述
当CPU准备向外部设备发送数据时,它先将以并形式存在的多位二进制数值写入到UART内部寄存器里去。接着,UART按照预先设定好的参数(比如波特率大小等等),把这些离散化的数字序列逐步转变成为连续变化模拟电压波形沿着单条导线上传输出去。同样道理,在接收到外界传来的脉冲流之后,目标端也会经历相反方向的操作流程——也就是把那些经过编码后的电信号重新解析还原回原始状态供后续处理使用。整个过程中涉及到的关键要素包括但不限于如下几个方面:
- 波特率一致性的维持;
- 正确识别各个组成部分边界位置;
- 实现有效的握手机制确保双方能够及时响应彼此请求。[^4]
```python
# Python 示例代码展示如何初始化PySerial库以建立基于UART的串行连接
import serial
ser = serial.Serial(
port='COM3', # 替换为你自己的端口号
baudrate=9600, # 设置合适的波特率
bytesize=serial.EIGHTBITS,
parity=serial.PARITY_NONE,
stopbits=serial.STOPBITS_ONE)
if ser.isOpen():
print('Port is open')
else:
print('Failed to open the port')
try:
while True:
data = input("Enter message>")
if not data:
break
ser.write((data + '\n').encode())
response = ser.readline().decode()
print(f'Received from device:{response}')
finally:
ser.close()
```
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