字面意义:
UART:universal asynchronous receiver and transmitter通用异步收发器;
USART:universal synchronous asynchronous receiver and transmitter通用同步异步收发器。 一般而言,单片机中,名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯,而名称为USART的接口既可以用于同步串行通讯,也能用于异步串行通讯。
1、 异步通信
异步通信是我们最常采用的通信方式,我们后面的例子都是采用的异步通信方式。异步通信采用固定的通信格式,数据以相同的帧格式传送。如图7-3 所示,每一帧由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
在通信线上没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备发送一个字符数据时,首先发出一个逻辑“0”信号,这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收设备,当接收设备检测到这个逻辑低电平后,就开始准备接收数据信号。因此,起始位所起的作用就是表示字符传送开始。
起始位后面紧接着的是数据位,它可以是5 位、6 位、7 位、或8 位。数据传送时,低位在前。
奇偶校验位用于数据传送过程中的数据检错,数据通信时通信双方必须约定一致的奇偶校验方式。就数据传送而言,奇偶校验位是冗余位,但它表示数据的一种性质。也有的不要校验位。
在奇偶校验位或数据位后紧接的是停止位,停止位可以是一位、也可以是1.5 位或2 位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕,同时,也为接收下一字符作好准备。若停止位后不是紧接着传送下一个字符,则让线路保持为“1”。“1”表示空闲位,线路处于等待状态。存在空闲位是异步通信的特性之一。
2、 同步通信
同步通信时,通信双方共用一个时钟,这是同步通信区分于异步通信的最显著的特点。在异步通信中,每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志,以致占用了时间。所以在数据块传送时,为提高通信速度,常去掉这些标志,而采用同步通信。同步通信中,数据开始传送前用同步字符来指示(常约定1~2 个),并由时钟来实现发送端和接收端的同步,即检测到规定的同步字符后,下面就连续按顺序传送数据,直到一块数据传送完毕。同步传送时,字符之间没有间隙,也不要起始位和停止位,仅在数据开始时用同步字符SYNC来指示,其数据格式见图7-4。
同步通信和异步通信相比有以下特点:
1. 以同步字符作为传送的开始,从而使收发双方取得同步。
2. 每位占用的时间相等。
3. 字符数据之间不允许有空位,当线路空闲或没字符可发时,发送同步字符。
同步字符的插入可以是单同步字符或双同步字符,如图7-4 所示同步字符也可以由用户约定,当然也可以采用ASCII 码中规定的SYN 代码,即16H。
在同步传送时,要求用时钟来实现发送端和接收端之间的同步。为了保证接收正确无误,发送方除了传送数据外,还要传送同步时钟。
同步通信虽然可以提高传送速度,可达56Kb/s 或更高,但实现起来颇为复杂,因此实际较少使用。