SART和UART是什么及USART與UART有什么不同之處

您是否曾使用過UART這個術(shù)語，只是由另一位工程師糾正它不是UART而是USART？在某些情況下，這些術(shù)語的可互換性可能是適當?shù)?，但在許多情況下它是錯誤的。讓我們來看看USART和UART是什么，并討論主要區(qū)別。

大多數(shù)嵌入式工程師都熟悉UART：通用異步接收器/發(fā)送器。它是一個微控制器外設(shè)，可將輸入和輸出的數(shù)據(jù)字節(jié)轉(zhuǎn)換為串行位流。起始位啟動串行位流，停止位（或兩個）完成數(shù)據(jù)字。 UART還可以選擇向流添加奇偶校驗位，以幫助檢測傳輸期間是否發(fā)生位錯誤。圖1顯示了工程師期望通過UART傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的標準示例。

圖1 - UART串行數(shù)據(jù)

USART - 通用同步/異步接收器/發(fā)送器 - 是一種微控制器外設(shè)，可將輸入和輸出的數(shù)據(jù)字節(jié)轉(zhuǎn)換為串行比特流。嗯。 USART的定義與UART的定義相同，但術(shù)語中添加了“同步”。當然還有一些更有意義的差異？否則，USART就會被稱為UART。

嗯，有差異 - 重要的。 USART和UART之間的第一個區(qū)別是可以為串行數(shù)據(jù)提供時鐘的方式。 UART在內(nèi)部向微控制器生成其數(shù)據(jù)時鐘，并通過使用起始位轉(zhuǎn)換將該時鐘與數(shù)據(jù)流同步。沒有與數(shù)據(jù)相關(guān)的輸入時鐘信號，因此為了正確接收數(shù)據(jù)流，接收器需要提前知道波特率應(yīng)該是什么。

另一方面，USART可以設(shè)置為以同步模式運行。在此模式下，發(fā)送外設(shè)將生成一個時鐘，接收外設(shè)可以從數(shù)據(jù)流中恢復(fù)，而無需提前知道波特率?；蛘?，鏈路將使用完全獨立的線路來承載時鐘信號。使用外部時鐘可使USART的數(shù)據(jù)速率遠高于標準UART的數(shù)據(jù)速率，最高可達4 Mbps。

USART和UART之間的第二個主要區(qū)別是外設(shè)可以支持的協(xié)議數(shù)量。 UART很簡單，只提供其基本格式的一些選項，例如停止位數(shù)和偶數(shù)或奇數(shù)奇偶校驗。 USART更復(fù)雜，可以以與許多不同標準協(xié)議相對應(yīng)的形式生成數(shù)據(jù)，例如IrDA，LIN，智能卡，RS-485接口的驅(qū)動程序啟用和Modbus等。 USART也具有與UART相同的異步功能，也就是說，USART可以生成與圖1所示相同類型的串行數(shù)據(jù)。

USART和UART外設(shè)具有明顯不同的功能，可以使用在不同的情況下，開發(fā)人員可以在標準微控制器上找到兩個外圍設(shè)備。例如，采用針對低功耗設(shè)計的微控制器，例如STM32系列。 STM32器件具有片上USART和UART外設(shè)。 USART意味著在“高”能耗期間進行所有“繁重的”串行通信。但是，當微控制器處于睡眠狀態(tài)且處于低功耗模式時，UART外設(shè)可以處理低速通信，同時降低能耗。

USART和UART是否相同？從技術(shù)上講，答案是否定的。 USART通常具有更多功能，標準UART和生成時鐘數(shù)據(jù)的能力允許USART以遠低于UART功能的波特率運行。 USART確實包含了UART的功能，并且在許多應(yīng)用中，盡管具有USART的強大功能，開發(fā)人員將它們用作簡單的UART，忽略或避免這些強大外設(shè)的同步時鐘生成功能。難怪有這么多人使用這些術(shù)語，就像它們是同義詞一樣。