uart串列埠協議與實現講解

一、uart和rs232

1、uart的全稱叫做通用非同步收發傳輸器。將資料在序列通訊和並行通訊間的傳輸轉換。通俗的講就是把多位元的資料轉化為單位元的資料，或者把單位元的資料轉化為多位元的資料。工作原理是將資料的每個bit一位接一位地傳輸。

2、uart是一種通用序列資料匯流排，用於非同步通訊。該匯流排雙向通訊，可以實現全雙工傳輸和接收。

3、rs232是uart的一種，是目前最常用的一種序列通訊介面，用於pc機跟外部板級通訊。

二、rs232通訊協議

1、rs232是uart的一種，有兩根線，分別是rx和tx，這兩根線都是1位元位寬的。其中rx是接收線，tx是傳送線。

2、rx，位寬為1位元，pc機通過串列埠往fpga發8位元資料時，fpga通過串列埠線rx一位一位地接收，從最低位到最高位依次接收，最後在fpga裡面位拼接成8位元資料。

3、tx，位寬為1位元，fpga通過串列埠往pc機發8位元資料時，fpga把8位元資料通過tx線一位一位的傳給pc機，從最低位到最高位依次傳送，最後上位機通過串列埠助手把這一位一位的資料位拼接成8位元資料。

4、在不傳送或者不接收資料的情況下，rx和tx處於空閒狀態，此時rx和tx線都保持高電平(1)，如果有資料傳遞，首先會有乙個起始位(0)，然後是8位元的資料位，接著有1位元的停止位(1)，如果停止位以後不再發資料，將進入空閒狀態，否則又將資料線拉低(進入起始位狀態)。

5、波特率：在串列埠通訊時的速率，單位時間內載波變化的次數，這裡選用的是9600bd，即傳送一位元資料需要的時間為1/9600秒。

6、用串列埠傳送或者接收資料(起始位、資料位、停止位)時，每傳送或者接收一位資料的時間都需要1個波特，即1/9600秒。

7、串列埠傳送或者接收一位元資料的時間為乙個波特(1/9600)，因此如果用50m的系統時鐘來計數，就需要記數cnt=(1/9600s)/20ns≈5208個系統時鐘，才再次傳送或者接收下乙個資料。

8、上位機通過串列埠發8位元資料時，會自動在發8位有效資料前發乙個波特時間的起始位，也會自動在發完8位有效資料後發乙個停止位。但是，串列埠助手接收上位機傳送的資料前，必須檢測到一波特的起始位才會接收資料，接收完資料後，再接收乙個停止位，所以fpga通過串列埠除了發資料以外，還要發起始位和停止位。