在現(xiàn)代通信和控制系統(tǒng)中,UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)和USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver-Transmitter)是常見的串行通信接口。它們在數(shù)據(jù)傳輸和通信方面起著關(guān)鍵作用。本文將介紹UART和USART的基本概念、工作原理以及它們之間的區(qū)別。
1. UART(通用異步收發(fā)器)
UART是一種通用異步收發(fā)器,用于在計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。它是一種串行通信接口,通過異步方式將數(shù)據(jù)位一位地傳輸,并使用啟動位和停止位來標(biāo)識數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束。
UART的工作原理如下:
- 數(shù)據(jù)幀:UART將數(shù)據(jù)劃分為數(shù)據(jù)幀,每個數(shù)據(jù)幀包含一個起始位、數(shù)據(jù)位(通常為8位)、可選的校驗(yàn)位和一個或多個停止位。
- 異步通信:UART使用異步通信方式,即發(fā)送和接收端的時(shí)鐘不同步。發(fā)送端在每個數(shù)據(jù)幀之前插入起始位,接收端通過檢測起始位來確定數(shù)據(jù)幀的開始。
- 波特率:UART使用波特率來表示數(shù)據(jù)傳輸速率,波特率是指每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。發(fā)送端和接收端必須以相同的波特率進(jìn)行通信。
UART具有以下特點(diǎn):
- 異步通信:UART使用起始位和停止位來實(shí)現(xiàn)異步通信,不需要外部時(shí)鐘同步。
- 簡單性:UART是一種簡單而常見的串行通信接口,適用于大多數(shù)應(yīng)用。
- 無差錯檢測:UART通常不包含硬件上的差錯檢測機(jī)制,但可以通過軟件實(shí)現(xiàn)簡單的校驗(yàn)和差錯檢測。
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2. USART(通用同步/異步收發(fā)器)
USART是一種通用同步/異步收發(fā)器,結(jié)合了UART的異步通信和同步通信的功能。它可以與外部設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸,并支持同時(shí)使用同步和異步通信方式。
USART的工作原理如下:
- 同步通信:USART允許在異步模式下進(jìn)行通信,也可以使用外部時(shí)鐘信號進(jìn)行同步通信。同步模式下,發(fā)送端和接收端使用共享的時(shí)鐘信號來保持同步。
- 多功能:USART不僅支持異步通信,還可以配置為同步通信和其他高級功能,如硬件流控和雙向通信。
- 可編程波特率發(fā)生器:USART通常具有可編程波特率發(fā)生器,可以根據(jù)需要設(shè)置不同的波特率。
USART具有以下特點(diǎn):
- 同步和異步通信:USART可以同時(shí)支持同步和異步通信,提供更靈活的應(yīng)用選擇。
- 高級功能:USART支持多種高級功能,如硬件流控、雙向通信等,使其適用于更復(fù)雜的通信需求。
- 可編程波特率:USART通常具有可編程的波特率發(fā)生器,允許用戶根據(jù)需要調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率。
3. UART和USART的區(qū)別
下表總結(jié)了UART和USART之間的主要區(qū)別:
UART | USART | |
---|---|---|
工作原理 | 異步通信 | 同步和異步通信 |
使用起始位和停止位實(shí)現(xiàn)異步通信 | 可以使用外部時(shí)鐘進(jìn)行同步通信 | |
特點(diǎn) | 簡單常見 | 同時(shí)支持同步和異步通信 |
無差錯檢測 | 支持多種高級功能,如硬件流控、雙向通信 | |
可編程波特率發(fā)生器 |
UART和USART是兩種常見的串行通信接口,它們在數(shù)據(jù)傳輸和通信方面發(fā)揮著重要作用。UART是一種通用異步收發(fā)器,使用起始位和停止位實(shí)現(xiàn)簡單的異步通信。它適用于大多數(shù)應(yīng)用場景,并具有簡單性和可靠性的特點(diǎn)。而USART是一種通用同步/異步收發(fā)器,結(jié)合了UART的異步通信和同步通信功能,支持更復(fù)雜的通信需求和高級功能。
選擇UART還是USART取決于你的具體需求。如果你只需要簡單的異步通信,并且對高級功能沒有特殊需求,那么UART是一個簡單而可靠的選擇。然而,如果你需要同時(shí)支持同步和異步通信,或者需要使用高級功能如硬件流控和雙向通信,那么USART將是更合適的選擇。