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嵌入式：串行通信技术解析：从RS232到USART

news 2026/7/19 16:27:16

1.数据通信：计算机与计算机之间以及计算机与其他外部设备之间的信息交互

分为并行通信和串行通信
并行通信:单位时间内多位数据同时传输
串行通信：一位一位传输
速度：并行通信>串行
成本：随距离增加，成本上升
稳定性：容易受到电磁干扰，并行更容易收到电磁干扰

接收数据

1.同步通信：接收方做好接受准备（打电话），按时钟信号来规定收发双方的速度问题，不易造成丢失错位问题。以数据块（一组字符）为单位
2.异步通信：接收方不一定和发送方同时在（写信）
3.波特率：每秒传输二进制个数,一般都是1200的倍数
4.帧格式：起始位（1）+数据位（8）+校验位+停止位（1），异步串行通信上的数据就按这种格式发送，起始位拉低后一定时间接收方开始接收
空闲状态：当通信总线在一定时间里为高电平时

如何收发数据：相同波特率，固定的帧格式

单工，全双工，半双工

单工
单向固定传输，只发不收 / 只收不发。
半双工
双向，但不能同时收发，同一时间只能一方发、一方收。
全双工
双向同时收发，两边可一边发一边收。

通信接口

物理层：物理形式，电气特性：数据传输的时候是以不同的形式（电流，电压，电磁波）
软件层：通信协议，数据格式

常见串行接口

RS232（232电平）:0：+3V——+15V
1：-15v —— -3v
MCU（TTL电平）：0: 0V——0.4V
1: 2.4V —— 5V
MCU和232通信时需要加 “ 电平转换芯片 ”
232称为：*异步串行全双工，收发不影响。抗干扰能力差（共地）
232改进后叫RS485
：主要在抗干扰上做改进：使用差分信号
支持多从机通信：是半双工，最大可以挂在128个通信
再改进RS422：再加两根线全双工
接口类型通信模式最大传输距离最大波特率
RS232 全双工 15 20kbps
485 半双工 1200 10Mbps
422 全双工 1200 10Mbps

USART（同步异步收发器）

外设
有一个发送数据寄存器（只写）和接收数据寄存器（只读）;这两个数据寄存器虚拟地址相同，叫做DR，物理地址不同

UART（异步收发器）

地位：收发器

数据收发的过程

大体上：数据传送到usart上，然后根据波特率转化为帧格式
细节：数据寄存器DR-------------发送寄存器---->发送移位寄存器------------>tx传输出去
rx---------->接收寄存器---->接收移位寄存器---------->DR
为什么数据可以都放到DR中呢？因为发送寄存器只读，接收寄存器只写，DR是一个临时的通用存放数据寄存器