串口通信的原理是什么？Uart串口與RS232串口有什么區(qū)別？

串口通信的原理是采用串行異步通信協(xié)議，以字符幀作為數(shù)據(jù)傳輸單位，通過串口按位依次傳輸字符幀的每個(gè)位，完成數(shù)據(jù)的傳輸。在串口通信中，字符幀由起始位、數(shù)據(jù)位、可選的校驗(yàn)位和停止位組成。起始位用于標(biāo)識(shí)字符幀的開始，占1位;數(shù)據(jù)位用于傳輸信息，可配置為5~8位;校驗(yàn)位用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)位的正確性，可配置為奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或無校驗(yàn)，占1位;停止位用于標(biāo)識(shí)字符幀的結(jié)束，占1/1.5/2位。串口通信使用3根線完成傳輸：地線、發(fā)送和接收。由于串口通信是異步的，因此端口能夠在同一時(shí)間間隔內(nèi)用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。常用的波特率如9600、115200，指的是字符幀中數(shù)據(jù)位的傳輸速率，通信雙方需要使用相同的波特率才能正常通信。同時(shí)，串口通信協(xié)議也廣泛應(yīng)用于儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議以及獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。

串口通信規(guī)定參數(shù)是計(jì)算機(jī)與外設(shè)設(shè)備(比如單片機(jī)、傳感器等)進(jìn)行串口通信時(shí)所必須遵循的一系列參數(shù)規(guī)定，其中包括波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗(yàn)位和停止位等。以下是這些規(guī)定參數(shù)的詳細(xì)介紹：

波特率：

波特率表示信息傳送的速率，是計(jì)算機(jī)與外設(shè)設(shè)備進(jìn)行通信的重要參數(shù)。通俗地說，波特率描述的是單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。波特率一般用“bps”來表示，它的單位為位/秒。串口常用的波特率有9600、115200、38400等，常用于MCU與計(jì)算機(jī)之間的通信。通信設(shè)備使用串口通信時(shí)，波特率必須相同，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。

數(shù)據(jù)位數(shù)：

數(shù)據(jù)位數(shù)表示接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。一般情況下，常用的數(shù)據(jù)位數(shù)為7位或8位，而在通常的情況下默認(rèn)使用8位數(shù)據(jù)位數(shù)。數(shù)據(jù)位數(shù)的選擇取決于所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式以及傳輸需要的準(zhǔn)確度和速度。

校驗(yàn)位：

校驗(yàn)位是為了保證接收到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性而設(shè)置的一個(gè)位。校驗(yàn)位主要有三種方式，分別為奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無校驗(yàn)。奇校驗(yàn)是指在數(shù)據(jù)位數(shù)上奇數(shù)的傳輸信息完成后，將其全部加起來，如果結(jié)果為奇數(shù)則校驗(yàn)位為0，否則為1。偶校驗(yàn)則是將其全部加起來，如果結(jié)果為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為0，否則為1。無校驗(yàn)是指在數(shù)據(jù)傳輸后不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何的校驗(yàn)位檢驗(yàn)。

停止位：

停止位指的是數(shù)據(jù)傳輸完成后發(fā)送器發(fā)送的一位信號(hào)。其目的是告訴接收器，本次數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)結(jié)束。例如，對(duì)于8位數(shù)據(jù)加一位停止位，停止位為1，這樣就能夠表示出本次的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)結(jié)束。

UART和RS232雖然都是串行通信協(xié)議，但是在細(xì)節(jié)上存在一些差異。

UART是一種異步串行通信的方式，沒有具體的物理接口形式(硬件)，只是一種電路實(shí)現(xiàn)。它使用TTL電平進(jìn)行通信，有4個(gè)引腳(VCC、GND、RX、TX)，使用的是相對(duì)較低的電平標(biāo)準(zhǔn)，比如0V代表0，3.3V或以上代表1。

RS232則是一種物理層的電氣接口要求，與UART不同，它有具體的接口形式(硬件)。RS232也使用串行通信方式，但它使用的是一種不同的電平標(biāo)準(zhǔn)。例如，RS232規(guī)定電壓在-3V到+3V之間表示0，在+3V到+12V之間表示1。

也就是說，盡管它們都是在兩個(gè)設(shè)備之間通過一條數(shù)據(jù)線逐比特地發(fā)送數(shù)據(jù)，但UART更注重電路和信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，而RS232更關(guān)注接口和連接。

UART和RS232在信號(hào)傳輸速度方面的主要區(qū)別如下：UART是一種以固定的速率(例如1200bps，9600bps，115200bps等)進(jìn)行串行傳輸?shù)姆椒?。它每次只能傳輸一個(gè)比特位(因此被稱為串行傳輸)，并且通信雙方必須以約定的通信協(xié)議和通信速率進(jìn)行通信。

而RS232接口標(biāo)準(zhǔn)由于出現(xiàn)較早，其傳輸速率較低，大約為20Kbps，傳輸距離也較短，大約為15米左右。UART和RS232在信號(hào)傳輸速度方面因不同的使用環(huán)境和要求而有區(qū)別。