串口通信-USART和UART的區別

UART：

universal asynchronous receiver and transmitter 通用異步收發器

總線信號：TX ， RX

UART是一種通用串行數據總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現全雙工傳輸和接收。在嵌入式設計中，UART用于主機與輔助設備通信，如汽車音響與外接AP之間的通信，與PC機通信包括與監控調試器和其它器件，如EEPROM通信。

作為接口的一部分，UART還提供以下功能：將由計算機內部傳送過來的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來的串行數據轉換為字節，供計算機內部并行數據的器件使用。在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位，并對從外部接收的數據流進行奇偶校驗。在輸出數據流中加入啟停標記，并從接收數據流中刪除啟停標記。處理由鍵盤或鼠標發出的中斷信號（鍵盤和鼠標也是串行設備）。

USART：

universal synchronous asynchronous receiver and transmitter 通用同步異步收發器

總線信號： TX， RX， CK

USART是一個全雙工通用同步/異步串行收發模塊，該接口是一個高度靈活的串行通信設備。

特點：

全雙工操作（相互獨立的接收數據和發送數據）；

同步操作時，可主機時鐘同步，也可從機時鐘同步；

獨立的高精度波特率發生器，不占用定時/計數器；

支持5、6、7、8和9位數據位，1或2位停止位的串行數據楨結構；

由硬件支持的奇偶校驗位發生和檢驗；

數據溢出檢測；

幀錯誤檢測；

包括錯誤起始位的檢測噪聲濾波器和數字低通濾波器；

三個完全獨立的中斷，TX發送完成、TX發送數據寄存器空、RX接收完成；

支持多機通信模式；

支持倍速異步通信模式。

支持同步模式，因此USART 需要同步始終信號USART_CK（如STM32單片機），通常情況同步信號很少使用，因此一般的單片機UART和USART使用方式是一樣的，都使用異步模式。

USART和UART的區別

USART和UART之間的一個區別是可以為串行數據提供時鐘的方式。 UART在內部向微控制器生成其數據時鐘，并通過使用起始位轉換將該時鐘與數據流同步。沒有與數據相關的輸入時鐘信號，因此為了正確接收數據流，接收器需要提前知道波特率應該是什么。USART可以設置為以同步模式運行。在此模式下，發送外設將生成一個時鐘，接收外設可以從數據流中恢復，而無需提前知道波特率?；蛘?，鏈路將使用完全獨立的線路來承載時鐘信號。使用外部時鐘可使USART的數據速率遠高于標準UART的數據速率，上限可達4 Mbps。

第二個主要區別是外設可以支持的協議數量。 UART很簡單，只提供其基本格式的一些選項，例如停止位數和偶數或奇數奇偶校驗。 USART更復雜，可以以與許多不同標準協議相對應的形式生成數據，例如IrDA，LIN，智能卡，RS-485接口的驅動程序啟用和Modbus等。 USART也具有與UART相同的異步功能

兩者使用情況

USART和UART外設具有明顯不同的功能，可以使用在不同的情況下，開發人員可以在標準微控制器上找到兩個外圍設備。例如，采用針對低功耗設計的微控制器，例如STM32系列。 STM32器件具有片上USART和UART外設。 USART意味著在“高”能耗期間進行所有“繁重的”串行通信。但是，當微控制器處于睡眠狀態且處于低功耗模式時，UART外設可以處理低速通信，同時降低能耗。

USART和UART是否相同？從技術上講，答案是否定的。 USART通常具有更多功能，標準UART和生成時鐘數據的能力允許USART以遠低于UART功能的波特率運行。 USART確實包含了UART的功能，并且在許多應用中，盡管具有USART的強大功能，開發人員將它們用作簡單的UART，忽略或避免這些強大外設的同步時鐘生成功能。難怪有這么多人使用這些術語，就像它們是同義詞一樣。

UART協議

UART作為異步串口通信協議的一種，工作原理是將傳輸數據的每個字符一位接一位地傳輸。

其中各位的意義如下:

起始位：先發出一個邏輯"0"的信號，表示傳輸字符的開始。

數據位：緊接著起始位之后。數據位的個數可以是4、5、6、7、8等，構成一個字符，從Z低位開始傳送。

奇偶校驗位：數據位加上這一位后，使得"1"的位數應為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)，以此來校驗資料傳送的正確性。

停止位：它是一個字符數據的結束標志?？梢允?/span>1位、1.5位、2位的高電平。由于數據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數據傳輸率同時也越慢。

空閑位：處于邏輯"1"狀態，表示當前線路上沒有資料傳送。

波特率：衡量數據傳送速率的指標。表示每秒鐘傳送的比特位