简述UART的工作原理,UART的概念及工作原理

串行口通信（一）

人类生存于世，少不了沟通。沟通使人类互相认知，传递信息，提升生活品质。但然单片机也需要，不然单单一个机器，无法构成一个系统，发挥更大的力量。只有单片机与外围设备传递信息，互相反馈才会有一个完美的系统。串行口通信就被发明出来，下面来了解串行口通信（uart）。

为了能更好理解串行口通信，在介绍它之前，先来看看几个概念，补充知识，方便深入明白uart工作原理。

串行通信有两种，一位异步串行通信，二为同步串行通信。

异步串行通信 ：异步串行通信是指通信双方以一个字符（包括特定附加位）作为数据传输单位且发送方传送字符的间隔时间不一定，具有不规则数据段传送特性的串行数据传输。

同步串行通信 ：所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

两种串行通信不同就只有时间，在发送字符时，异步可以是不同时间间隔发送，但同步只能以固定的时间间隔发送。

波特率 ：波特率表示每秒钟传送的二进制位数，是衡量数据传送速率的指标，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。

相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，不然无法成功完成串行通信。

52单片机具有一个全双工串行通信口。一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。管脚RXD( P3.0),TXD(P3.1)与串口通信有关。波特率可以设置。

串行口通信与三个寄存器有关，分别是:

这个寄存器只有SMOD位与串行口通信有关。系统复位默认为SMOD=0。当为用52单片机的定时器2产生波特率时，波特率不受SMOD影响。用定时器1产生波特率时，不去设置，就默认为0，波特率正常，设置为1时，波特率加倍。

串行口为10位通用异步接口。发送或接收一帧数据信息为10位，包括1位起始位“0”、8位数据位、1位停止位“1”。发送数据：数据从TXD端口输出，当数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送器发送。发送完一帧数据后，置中断标志TI=1，申请中断，通知CPU可以发送下一个数据了。接收数据：首先使REN=1（允许接收数据），串行口从RXD接收数据，当采样到1至0跳变时，确认是起始位“0”，就开始接收一帧数据，当接收完一帧数据时，置中断标志RI=1，申请中断，通知CPU从SBUF取走接收到的数据 。

溢出速率即溢出频率，只要算出定时器每溢出一次所需要的时间T,那溢出率就是1/T。计算在没有波特率加倍（SMOD=0）的情况下，波特率为9600bps时怎样赋值计数器。这里说明一下，由于波特率是需要很精确的，不然通信会出错。如果采用定时器工作模式1，采用人工重载，会有较大误差，因为进入中断函数也需要时间，累积时间就会出错。所以这里运用工作模式2，8位自动重装。计数器自动重装不需人工干预，减少误差。

对照上面公式，波特率不加倍，SMOD=0,工作模式2，那n=8，波特率=9600，就可以算出x=253，十六进制为fd。

范例1是将接受的数据原封不动发送出去。采用查询法，故不需要打开串口中断，不用中断函数。只需不断查询TI,RI的值，就知道数据接收发送情况。

与范例1如出一撤，就不详细注释。

在串口通信中，方式1是最常用的，要认真理解方式1。串行数据一位一位的已经不用处理了，52单片机已经有一个模块处理完了。只要知道接收一个数据，产生一次接收中断，要软件置0.，发送一个数据会产生一次发送中断，也要软件置0。自行置0，处理好数据就OK。下一篇将介绍其他三种方式，欢迎关注。

UART是什么？？？串口？？

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通用异步收发器。

UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。

有一点要注意的是，它提供了RS-232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。

扩展资料：

定义

UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用于主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

参考资料来源：百度百科-UART

UART串口WiFi模块的工作原理及应用

随着物联网智能家居应用的日渐丰富，越来越多的WiFi工程师开始更多的关注UART串口WiFi模块，为让新手工程师更快的将UART串口WiFi模块应用于各类智能家居应用中，本篇SKYLAB君简单为大家介绍UART串口WiFi模块的工作原理及应用。

UART串口WiFi模块是基于UART接口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间的转换。

串口WiFi模块工作方式分别是透传模式和命令模式，透传模式下，不管发送什么数据给模块，模块都不会进行处理(退出透传模式的相关指令除外)，而是直接将数据进行封装并发送。通过UART接口WiFi模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络，适合于各类智能家居或智能硬件中，比如现在很多带WiFi功能的电视、空调、冰箱等。

比如说，智能轮椅内部应该有MCU作为整个设备主控芯片，实现智能轮椅转动、前进、后退、转向的等等相关控制逻辑功能。WiFi模块通常采用串口引脚与主控MCU串口对接，工作在透传的模式下，主控MCU将轮椅相关的控制指令、设备状态，通过串口数据包发送到WiFi模块中。WiFi模块配置上之后，将数据传输到智能家居系统的云端平台中。APP端是基于云端平台上的设备状态数据，实现控制交互。能实现如上应用的SKYLAB UART WiFi模块有WU106和WG219。

SKYLAB UART WiFi模块WU106/WG219主要用于需要串口透传的物联网应用：智能电网、智能交通、智能家居、手持设备、工业控制等领域如智能排插、智能灯控、网状网络（WiFi Mesh）、工业无线控制、传感器网络、家庭自动化、安全ID标签、WiFi探针、WiFi热点广告等应用场景。

更多关于UART WiFi模块WU106/WG219的性能参数和规格书可直接访问SKYLAB官网。以上模块现已支持DEMO送样，索样热线：0755-83408210。更多无线模块及解决方案正在设计研发中，敬请期待。

三种通信模式SPI、UART、I2C它们的工作原理

这三种通信模式都是串行总线。

SPI总线

MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时，数据由SO

输出，SI

输入，数据在时钟的上升或下降沿由SO

输出，在紧接着的下降或上升沿由SI

读入，这样经过8/16

次时钟的改变，完成8/16

位数据的传输。

I2C总线

I2C（Inter－Integrated

Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C串行总线有两根信号线：一根双向的数据线SDA；另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线上的设备的串行数据都接到总线的SDA线，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL。

I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。

UART通信

UART:Universal

Asynchronous

Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置。UART首先将并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是5~8个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用来与PC进行通信。