UART——通用异步收发传输器

特点：发送—并转串；接收—串转并；全双工传输

1、发送：

常见设置包含：起始位、数据位、波特率、奇偶校验类型、停止位、空闲位

（1）起始位

　　先发一个逻辑0，表示传输字符开始，依靠检测起始位来实现发送与接收方的时间同步。

（2）数据位

　　单个UART数据传输的数据位数，可以是5、6、7或8（默认）

（3）波特率

　　用途：确定每秒钟通信的数据比特个数

举例：“使用波特率为115200bps ，则我们需要产生一个频率为115200Hz的时钟信号”

步骤：①计算波特率周期Tb；

　　　　1秒钟为1000_000_000ns，则周期Tb = 1000_000_000/115200 = 8680.6ns，即115200信号的一个周期为8680.6ns。

　　　　设定定时器定时时间为8680.6ns，每当定时时间到，产生一个系统时钟周期长度的高脉冲信号即可

　　　②计算波特率分频计数值；

　　　　系统时钟频率fclk为50MHz，即系统时钟周期Tclk为20ns

　　　　波特率分频计数值 = Tb/Tclk = 8680/20

　　　　即，只需要计数8680/20个系统时钟，就可获得8680ns 的定时

　　　③计算系统时钟计数值；

　　　　= 波特率分频计数值 – 1 = Tb/Tclk – 1 = 8680/20 – 1 = 434 -1

（4）校验位

　　　　用途：验证数据的正确性；

　　　　原理：①奇校验(Odd)——所有传送数位（数据位+校验位）中“1”的个数为奇数；

　　　　　　　②偶校验(Even)——所有传送数位（数据位+校验位）中“1”的个数为偶数；

（5）停止位

用途：标志一次数据传输完成；可选择1（默认）、1.5或2位。

（6）空闲位

       处于逻辑“1”状态，表示没有数据传输

2.接收

使用改进型串口接收方式

原理：将每一个bit平均分成16小段，对中间浅灰色段，进行多次采样（过采样），并求高低电平发生的概率，取出现次数最多的电平为采样结果。

包含：异步信号同步设计、边沿检测设计、采样时钟生成模块设计、采样数据接受模块设计、数据状态判断模块设计

（1）异步信号同步设计——使用两级触发器（打两拍）

           理由：接收的信号如不进行处理，直接将其输入使用，容易出现时许为例导致亚稳态——单bit信号跨时钟域的处理；

（2）边沿检测设计

           理由：起始位由空闲的高变低

（3）采样时钟生成模块设计

           基于过采样方式——实际采样频率为波特率的16倍

（4）采样数据接受模块设计

　　　步骤：以图6-3为例，位于中间的采样时间段对应的bps_cnt值分别为6、7、8、9、10、11。

　　　　　　以16作为循环，后一位数据采样时间段的bps_cns值为22、23、24、25、26、27。以此类推，得到其他位的采样时间段对应bps_cnt值。

（5）数据状态判断模块设计

　　　步骤：基于原理，使用数值比较器进行判断，或直接令其等于当前位的最高位数据。