串口通信基本知识

什么是串口通讯？

串口通讯(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。

串口传输的数据格式

一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。

在进行数据传输时前面都有一位起始位(低电平)，然后紧接着是4~8位数据位，然后是一位校验位（可以是奇校验，也可以是偶校验），最后是一位或一位半或二位停止位（高电平），停止位后面是不定长的空闲位（高电平）。实际传输时每一位的信号宽度与波特率有关，波特率越高，宽度越小，在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。

通信方式

单工模式（Simplex Communication）：数据传输是单向的，通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。

半双工模式（Half Duplex）：通信双方既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工模式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。

全双工模式（Full Duplex）：通信允许数据同时在两个方向上传输。因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。在全双工模式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传输线，信息传输效率高。

通信速度

通信速率常用波特率表示。

波特率（bps）：波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数

奇偶校验

奇偶校验(Parity Check)是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中"1"的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验

奇校验（odd parity）：让传输的数据（包含校验位）中1的个数为奇数。即：如果传输字节中1的个数是偶数，则校验位为“1”，奇数相反。

偶校验（even parity）：让传输的数据（包含校验位）中1的个数为偶数。即：如果传输字节中1的个数是偶数，则校验位为“0”，奇数相反。

uart串口通信协议

简介

通用异步收发器 UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，是一种串行、异步、全双工的通信协议，将所需传输的数据一位接一位地传输，在UART通讯协议中信号线上的状态位高电平代表’1’，低电平代表’0’。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，大大降低了成本，但传送速度较慢。

数据协议

一帧数据的构成：起始位+ 数据位 + 校验位 + 停止位

起始位：1位，逻辑’0’

数据位：5~8位，可以在MCU中设置

校验位：0~1位， 无校验/奇校验/偶校验

奇校验：在数据位中有奇数个逻辑‘1’时，该位为0；否则为1

偶校验：在数据位中有偶数个逻辑‘1’时，该位为0；否则为1

停止位：0.5~2位，（传输每个都会占用固定时长），逻辑‘1’

数据传输顺序：先传送数据的低位

通信速度(波特率bps)：常用通信速度有2400、4800、9600、19200、115200

参考：https://blog.csdn.net/huwei2003/article/details/36418471

https://blog.csdn.net/qq_29011025/article/details/108695031

本人为FPGA的初学者，本章为本人在学习过程中的学习笔记，如有不对请批评指正！！！