UART

UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用非同步接收/傳送裝置，UART是一個並行輸入成為序列輸出的晶片，通常整合在主機板上，多數是16550AFN晶片。因為計算機內部採用並行資料，不能直接把資料發到Modem，必須經過UART整理才能進行非同步傳輸，其過程為：CPU先把準備寫入序列裝置的資料放到UART的暫存器（臨時記憶體塊）中，再通過FIFO（First Input First Output，先入先出佇列）傳送到序列裝置，若是沒有FIFO，資訊將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。

它是用於控制計算機與序列裝置的晶片。有一點要注意的是，它提供了RS-232C資料終端裝置介面，這樣計算機就可以和調變解調器或其它使用RS-232C介面的序列裝置通訊了。作為介面的一部分，UART還提供以下功能：將由計算機內部傳送過來的並行資料轉換為輸出的序列資料流。將計算機外部來的序列資料轉換為位元組，供計算機內部使用並行資料的器件使用。在輸出的序列資料流中加入奇偶校驗位，並對從外部接收的資料流進行奇偶校驗。在輸出資料流中加入啟停標記，並從接收資料流中刪除啟停標記。處理由鍵盤或滑鼠發出的中斷訊號（鍵盤和滑鼠也是序列裝置）。可以處理計算機與外部序列裝置的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出資料的緩衝區，現在比較新的UART是16550，它可以在計算機需要處理資料前在其緩衝區記憶體儲16位元組資料，而通常的UART是8250。現在如果您購買一個內建的調變解調器，此調變解調器內部通常就會有16550 UART。

什麼是 UART

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。在嵌入式設計中，UART用來與PC進行通訊，包括與監控偵錯程式和其它器件，如EEPROM通訊。

UART通訊

UART首先將接收到的並行資料轉換成序列資料來傳輸。訊息幀從一個低位起始位開始，後面是7個或8個數據位，一個可用的奇偶位和一個或幾個高位停止位。接收器發現開始位時它就知道資料準備傳送，並嘗試與傳送器時鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在資料位後面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助錯誤校驗。

在接收過程中，UART從訊息幀中去掉起始位和結束位，對進來的位元組進行奇偶校驗，並將資料位元組從序列轉換成並行。UART也產生額外的訊號來指示傳送和接收的狀態。例如，如果產生一個奇偶錯誤，UART就置位奇偶標誌。

資料方向和通訊速度

資料傳輸可以首先從最低有效位(LSB)開始。然而，有些UART允許靈活選擇先發送最低有效位或最高有效位(MSB)。

微控制器中的UART傳送資料的速度範圍為每秒幾百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通訊的速度可以高達1.1152Mbps。UART波特率還受傳送和接收線對距離(線長度)的影響。

目前，市場上有隻支援非同步通訊和同時支援非同步與同步通訊的兩種硬體可用於UART。前者就是UART名字本身的含義，在摩托羅拉微控制器中被稱為序列通訊介面(SCI)；Microchip微控制器中的通用同步非同步收發器(USART)和在富士通微控制器中的UART是後者的兩個典型例子。

計算機中的UART

UART是計算機中序列通訊埠的關鍵部分。在計算機中，UART相連於產生相容RS232規範訊號的電路。RS232標準定義邏輯“1”訊號相對於地為3到25伏，而邏輯“0”相對於地為-3到-25伏。所以，當一個微控制器中的UART相連於PC時，它需要一個RS232驅動器來轉換電平。

TTL電平

TTL電平訊號被利用的最多是因為通常資料表示採用二進位制規定，+5V等價於邏輯“1”，0V等價於邏輯“0”，這被稱做TTL（電晶體-電晶體邏輯電平）訊號系統，這是計算機處理器控制的裝置內部各部分之間通訊的標準技術。

TTL電平訊號對於計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平訊號直接與積體電路連線而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路；再者，計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是在高速下進行的，而TTL介面的操作恰能滿足這個要求。TTL型通訊大多數情況下，是採用並行資料傳輸方式，而並行資料傳輸對於超過10英尺的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行介面中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響。

數位電路中，由TTL電子元器件組成電路使用的電平。電平是個電壓範圍，規定輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下，一般輸出高電平是3.5V，輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平>=2.0V，輸入低電平<=0.8V，噪聲容限是0.4V。

英文全稱為：transistor transistor logic

“TTL積體電路的全名是電晶體-電晶體邏輯積體電路（Transistor-Transistor Logic),主要有54/74系列標準TTL、高速型TTL（H-TTL）、低功耗型TTL（L-TTL）、肖特基型TTL（S-TTL）、低功耗肖特基型TTL（LS-TTL）五個系列。標準TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小2.4V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.4V，典型值0.2V。S-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小Ⅰ類2.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.5V。LS-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小Ⅰ類2.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V,典型值3.4V,輸入低電平最大Ⅰ類0.7V，Ⅱ、Ⅲ類0.8V，輸出低電平最大Ⅰ類0.4V，Ⅱ、Ⅲ類0.5V，典型值0.25V。”

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