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嵌入式硬件通讯接口协议:UART(二)不同电气规范下的规范

在上一篇《嵌入式硬件通信接口协议-UART(一)协议基础》中,简单而细致描述了UART的各个配置项以及通信过程的信号时序,此篇将继续介绍UART接口在不一样的电气特性下,所使用的一些接口规范。

  在上一篇《嵌入式硬件通讯接口协议-UART(一)协议根底》中,简略而详尽描绘了UART的各个装备项以及通讯进程的信号时序,此篇将持续介绍UART接口在不一样的电气特性下,所运用的一些接口规范。

  

  一、 简介

  实际上UART仅仅对信号时序进行界说,而未界说其电气特性。在不一样的运用场景下,不同的走线空间,不同程度搅扰的恶劣环境,不同的渠道和和设备间,要运用UART进行通讯,信号管脚的电气特性差异便是个很大的妨碍,并且在许多低功耗设备的信号电平一般都较低(小于5V),因而,应对不一样的运用场景和环境,而拟定出不一样的电气特性协议。

  二、 UART在不同电气规范下的接口

  关于不同渠道或许运用环境,信号管脚的电气特性顺次能够分为

  TTL/CMOS、RS232、RS422、RS485。

  (一) TTL/CMOS

  TTL电平,逻辑“0”等于0V电压,逻辑“1”等于+5V电压。

  CMOS电平,逻辑“0”挨近0V电压,逻辑“1”挨近电源电压(3.3V或其他)。

  TTL电路与CMOS电路比较

  1)TTL电路是电流操控器材,而CMOS电路是电压操控器材。

  2)TTL电路的速度快,传输推迟时间短(5-10ns),可是功耗大。

  CMOS电路的速度慢,传输推迟时间长(25-50ns),但功耗低。

  CMOS电路自身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片即越热,这是正常现象。

  常见的,在嵌入式开发时,UART的电平信号由MCU芯片决议。

  日常的开发进程中,MCU管脚上的UART通讯电平便是TTL/CMOS电平信号。

  (二) RS-232

  RS232完好缩写EIA-RS-232C 规范,其间EIA是Electronic Industry
Association代表美国电子工业协会,RS是Recommended Standard 引荐规范,232表明标识号,C表明第三次修正。

  它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔体系、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家一起拟定的用于串行通讯的规范。

  由此可见,RS232才是UART的开山祖师!

  

  RS232对电气特性、逻辑电平缓各种信号线功用都作了规则。

  在TxD和RxD信号管脚上:

  逻辑“1”电压规模-3V~-15V

  逻辑“0”电压规模+3~+15V

  在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等操控线上:

  信号有用(接通,ON状况,正电压)电压规模+3V~+15V

  信号无效(断开,OFF状况,负电压)电压规模-3V~-15V

  可见RS232的信号管脚特性为负逻辑电平的信号。

  详细能够调查如下一张MAX232芯片的数据波形:

  

  上述的示波器截图中,通道1(橙色)是RS232电平,通道2(绿色)是UART电平。

  通道2的波形是数据输出的bit流逐个对应的电平。

  bit流顺次是开始位“0”、数据“0011,1011”(即DigCore的标志0xDC的二进制LSB摆放)、奇校验位“0”、中止位“1”,最终引脚处于高电平的闲暇态。

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