串行通讯之UARTLoopback-16.11.18
uart串口通信协议
UART串口通信协议1. 引言串行通信是在计算机和外设之间传输数据的一种常见方式，而UART（通用异步收发传输器）是其中一种广泛使用的串口通信协议。
UART串口通信协议在各种领域中被广泛应用，例如嵌入式系统、通信设备等。
本文将介绍UART串口通信协议的基本原理、数据格式和常见应用场景。
2. 基本原理UART串口通信协议采用异步通信方式，通过单个数据线进行数据传输。
通信的两个设备之间共享一个时钟信号，其中一个设备充当发送器（Transmitter），另一个设备充当接收器（Receiver）。
发送器将数据按照一定规则发送到数据线上，接收器则根据相同的规则从数据线上接收数据。
UART串口通信协议的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.确定波特率（Baud Rate）：波特率是指单位时间内传输的位数，常见的波特率有9600、115200等。
发送器和接收器必须使用相同的波特率才能正常通信。
2.确定数据位数（Data Bits）：数据位数指的是每个数据包中实际传输的位数，通常为5、6、7或8位。
3.确定奇偶校验位（Parity Bit）：奇偶校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。
奇偶校验可以分为奇校验和偶校验两种方式，发送器和接收器必须使用相同的奇偶校验方式。
4.确定停止位（Stop Bits）：停止位用于标识每个数据包的结束，通常为1或2位。
3. 数据格式UART串口通信协议中的数据包由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
其中，起始位和停止位的逻辑电平分别为高和低，用于标识每个数据包的开始和结束。
数据位包含了实际要传输的数据，奇偶校验位用于检测数据的正确性。
下面是UART串口通信协议中常用的数据格式示例：起始位数据位奇偶校验位停止位0 8位 None 1位在以上示例中，数据位为8位，没有奇偶校验位，停止位为1位。
这种数据格式在许多UART串口通信应用中被广泛使用。
4. 应用场景UART串口通信协议在许多领域中得到了广泛应用，以下是一些常见的应用场景：4.1 嵌入式系统在嵌入式系统中，UART串口通信协议用于与外部设备进行通信。
uart串口回环原理
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）是一种串行通信协议，通常用于微控制器和其他设备之间的通信。
UART允许数据在两个设备之间以串行方式传输，并且通常用于短距离通信，如连接到计算机的嵌入式设备。
在UART通信中，回环（loopback）是一种测试机制，用于验证数据在两个设备之间的传输是否正确。
回环通常用于检查通信链路的性能和故障排除。
UART回环的原理可以通过以下几个方面进行解释：1. 数据发送：当设备使用UART发送数据时，它首先将要发送的数据存储在内部缓冲区中。
设备会将这些数据帧发送到UART接口，该接口将其转换为适合通过物理介质传输的信号形式（例如，通过电线或无线电波）。
然后，这些信号被发送到另一端的设备，在那里它们被解调并转换回原始数据帧。
2. 数据接收：当另一端的设备接收到信号时，它将这些信号解码并转换回原始数据帧。
这些数据帧随后被存储在接收端的内部缓冲区中。
接下来，设备将检查这些数据帧是否有效，并根据需要执行任何必要的处理（例如，错误检查和纠正）。
3. 回环测试：在回环测试中，设备将发送特定命令，指示另一端设备发送回环数据。
这通常意味着设备将发送一个包含特定标记或序列的数据帧，该数据帧将被另一端设备接收并存储在内部缓冲区中。
然后，设备将检查接收到的数据是否与发送的数据完全匹配。
如果数据匹配，那么通信链路通常被认为是正常的。
值得注意的是，UART回环测试通常需要两个设备之间的物理连接。
这意味着它不适用于在没有物理连接的情况下进行远程测试。
此外，它还提供了一种方法来验证设备的通信功能是否正常工作，特别是在开发过程中或故障排除时。
总之，UART回环是一种用于验证两个设备之间数据传输的测试机制。
它通过发送和接收特定命令来指示另一端设备发送回环数据来工作。
这种测试方法有助于验证通信链路的性能和故障排除。
然而，它需要两个设备之间的物理连接，不适用于远程测试。
UART
h g f e d c b a
74LS164
h g f e d c b a
74LS164
51单片机 单片机
共阳LED 共阳LED 数码管
+5V
74LS164是串入并出芯片；74LS165是并入串出芯片 74LS164是串入并出芯片；74LS165是并入串出芯片 芯片
例：利用串行口工作方式0扩展出8位并行I/O口， 利用串行口工作方式0扩展出8位并行I/O口 工作方式 I/O 驱动共阳LED数码管显示 共阳LED数码管显示0 9 驱动共阳LED数码管显示0—9。
+5V
VCC TxD RxD
A B
CLK
CLR
h g f e d c b a
74LS164
51单片机 单片机
共阳LED 共阳LED 数码管
根据上图编写的通过串行口和 74LS164 驱动共阳LED数码管 驱动共阳LED数码管 LED (查表)显示0-9数字的子程序： 查表)显示0 数字的子程序：
DSPLY:MOV DPTR, #TABLE MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TI RET TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H DB 0B0H,99H,92H DB 82H,0F8H,80H,90H
串行口与串行通信
串行通信 串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 数据逐位顺序 串行通信的格式及约定（ 同步方式、 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 数据块格式、信号电平……等）不同，形成 率、数据块格式、信号电平 等 不同， 了多种串行通信的协议与接口标准。 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： 常见的有： 通用异步收发器(UART) ☞通用异步收发器(UART) 通用串行总线（USB） ☞通用串行总线（USB） ☞I2C总线 CAN总线 ☞CAN总线 SPI总线 ☞SPI总线 RS-485，RS-232C，RS422A标准 标准……等等 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准 等等
UART串行接口和通信方式
• 异步通信的主要特点如下：
进行串行通信的单片机的时钟相互独立；其 时钟频率可以不相同；在通信时不要求有同步时 钟信号。由于异步通信是逐帧进行传输的，各位 之间的时间间隔应该相同，所以必须保证2个单片 机之间有相同的传送波特率。如果传送波特率不 同，则时间间隔不同；当误差超过5％时，就不能 正常进行通信。由于信息传输可以是随时不间断 地进行的，因而帧与帧之间的时间间隔可以是不 固定的，间隙处为高电平。
32
• 位 TI——发送中断标志位。 在方式0中，发送完8位数据后，由硬件置
位；在其他方式中，在发送停止位之初由硬件置 位。TI=1时，可申请中断，也可供软件查询用。 在任何方式中，都必须由软件来清除TI。 • 位 RI——接收中断标志位。
在方式0中，接收完8位数据后，由硬件置 位；在其他方式中，在接收停止位的中间，由硬 件置位。RI=1时，可申请中断，也可供软件查询 用。在任何方式中，都必须由软件清除RI。
•串行通信(serial communication)：所传送
数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。
3
在并行通信中，一个并行数据占多少 位二进制数，就要多少根传输线，这种 方式的特点是通信速度快，但传输线多， 价格较贵，适合近距离传输。
串行通信仅需1～2根传输线，故在长 距离传输数据时比较经济，但由于它每 次只能传送1位，所以传送速度较慢。
• 方式0以8位数据为一帧，不设起始位和停止位， 先发送或接收最低位。
• 方式1以10位为一帧传输，设有1个起始位“0”、 8个数据位和1个停止位“1”。
40
• 方式2和3以11位为一帧传输，设有1个起始 位“0”、8个数据位、1个可编程位（第9数据位） D8和1个停止位“1”。
实验7 UART串行通信基本方式实验
参考程序内的数据区说明
（2）二级向量表(续)
HandleDMA0 HandleDMA1 HandleDMA2 HandleDMA3 HandleMMC HandleSPI0 HandleUART1 HandleNFCON HandleUSBD HandleUSBH HandleIIC HandleUART0 HandleSPI1 HandleRTC HandleADC END # # # # # # # # # # # # # # # 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
参考程序内的代码说明
2、清0有关的悬挂寄存器
ldr ldr str ldr ldr str ldr ldr str r0,=pSRCPND r1,=0xffffffff r1,[r0] r0,=pINTPND r1,=0xffffffff r1,[r0] r0,=pSUBSRCPND r1,=0x7ffff r1,[r0] ; ; ; ; ; ; ; ; ; 中断源悬挂寄存器 0=未请求，1=已请求,向对应位写1清0已有的中断请求 清0所有主中断源 中断悬挂寄存器 0=未请求，1=已请求,向对应位写1清除中断请求 清0中断悬挂寄存器所有位 子中断源悬挂寄存器，0~14位有效 0=未请求，1=已请求,向对应位写1清0已有的中断请求 清0所有子中断源
（1）代码段定义及异常向量表 （2）用于设置特殊功能寄存器区的13个存储器参数 （3）以下IsrIRQ为中断源判别程序 （4）复位异常处理程序，是开机或复位后首先运行的程序 （5）设置SDRAM存储器参数 （6）初始化可能用到的不同工作模式下的堆栈区 3、代码区2: 主程序 + 字符发送子程序 + 字符接收中断子程序
UART异步串口通信相关程序功能模块
uart串口通信协议
UART串口通信协议1. 介绍UART（全称Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常用的串口通信协议，用于在数字系统中进行异步通信。
UART协议通过在数据中插入起始位、停止位和校验位来实现数据的传输和校验。
本文档将详细介绍UART的工作原理、通信流程、数据帧格式以及常见应用场景。
2. 工作原理UART通信协议使用一对线路进行数据的传输，包括一条用于发送数据的线路（称为Tx线路）和一条用于接收数据的线路（称为Rx线路）。
在传输数据之前，发送端和接收端必须约定好通信参数，如波特率、数据位宽、校验位和停止位等。
通过发送和接收数据时的电平变化，UART可以实现异步的数据传输。
UART的工作原理可以总结为以下几个步骤： - 发送端将要发送的数据按照一定的格式组织成一帧数据。
- 发送端发送起始位，通知接收端数据的开始。
- 发送端按照约定的波特率，将数据位逐位发送。
- 发送端发送校验位，用于校验数据的正确性。
- 发送端发送停止位，标志一帧数据的结束。
- 接收端接收起始位，开始接收数据。
- 接收端按照约定的波特率，逐位接收数据位。
- 接收端接收校验位，校验数据的正确性。
- 接收端接收停止位，结束接收数据。
3. 通信流程UART通信协议的通信流程包括以下几个步骤： 1. 发送端准备要发送的数据，并按照事先约定好的格式组织成数据帧。
2. 发送端将起始位设为逻辑低电平，发送给接收端，通知接收端数据的开始。
3. 发送端按照约定的波特率，将数据位逐位发送给接收端。
4. 发送端计算并发送校验位，用于校验数据的正确性。
5. 发送端将停止位设为逻辑高电平，发送给接收端，标志一帧数据的结束。
6. 接收端接收起始位，开始接收数据。
7. 接收端按照约定的波特率，逐位接收数据位。
8. 接收端接收校验位，校验数据的正确性。
9. 接收端接收停止位，结束接收数据。
串口双机uart通信的工作原理
串口双机uart通信的工作原理串口通信是一种常见的通信方式，它通过串行通信将数据传输到另一个设备中。
串口通信可以使用不同的物理连接方式，例如RS-232、RS-485和UART等，本文将重点介绍串口双机UART通信的工作原理。
UART是通用异步收发传输器的缩写，它使用两线制进行全双工通信，一根线用于发送数据，另一根线用于接收数据。
UART通过发送和接收数据包，将信息传输到两个设备之间。
在串口双机通信中，两个设备都需要配置成UART模式，以便进行双向通信。
串口双机UART通信的工作原理如下：1.首先，两个设备必须连接到同一个串口，以便进行通信。
每个设备都必须配置为UART模式，并设置相同的波特率、停止位和校验位。
2.一旦两个设备都准备好了，它们就可以开始通过UART通信来交换数据包。
每个数据包都包含了数据和特定的控制字符，例如起始位、停止位和校验位等。
3.当一个设备要向另一个设备发送数据时，它会将数据包发送到UART发送缓冲区中，然后开始发送数据。
一旦数据被发送出去，接收设备将数据包从UART接收缓冲区中读取，并按照特定的协议处理数据包。
如果数据包正确无误，接收设备会向发送设备发送确认信号，告诉它可以继续发送数据。
4.如果发送设备收到确认信号，它会继续发送数据，直到所有数据都被发送完毕。
如果接收设备发现数据包有错误，它会向发送设备发出拒绝信号，告诉它重新发送数据。
5.一旦所有数据都被发送完成，整个过程就结束了。
两个设备可以继续进行其他操作，例如重新发送数据或等待新的数据包。
串口双机UART通信具有简单、可靠、稳定等特点。
它被广泛应用于各种设备之间的通信，例如计算机、电视、手机、家电等。
在实际应用中，我们需要根据不同的要求选择合适的波特率、数据位、停止位、校验位等参数，以确保通信的稳定和可靠。
总之，串口双机UART通信是一种成熟的通信方式，它通过简单的物理连接和软件协议，实现了设备之间的数据交换。
对于需要进行串口通信的应用来说，串口双机UART通信是一个非常不错的选择。
串行UART教程
串口通讯--接口电路 串口通讯 接口电路
能够完成上述“ 能够完成上述“串<- ->并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收 并 转换功能的电路，通常称为“ 发器” 发器” （UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）, ： ） 典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。 典型的芯片有： 。
RS-232C的接口信号 RS-232C的接口信号 DCD RI
• 接收线信号检出(Received Line detection接收线信号检出(Received detectionRLSD)——用来表示DCE已接通通信链路， RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路， 告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收 告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收 到由通信链路另一端（远地）的MODEM送 到由通信链路另一端（远地）的MODEM送 来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知 来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知 终端准备接收，并且由MODEM将接收下来 终端准备接收，并且由MODEM将接收下来 的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数 据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检 据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检 出(Data Carrier dectection-DCD）线。 dectection-DCD）线。 • 振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交 振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交 换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效 （ON状态），通知终端，已被呼叫。 ON芯片 RS232转换芯片
连接器的机械特性
串口通信基本接线方法
9针串口（DB9） 针串口（DB9） 针号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 功能说明 数据载波检测 接收数据 发送数据 数据终端准备 信号地 数据设备准备好 请求发送 清除发送 振铃指示 缩写 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS DELL 针号 8 3 2 20 7 6 4 5 22 25针串口（DB25） 25针串口（DB25） 针串口 功能说明 数据载波检测 接收数据 发送数据 数据终端准备 信号地 数据准备好 请求发送 清除发送 振铃指示 缩写 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS DELL
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串行通讯之UARTLoopback
Hanford
2016年11月18日
目录
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第1章串行通讯之UARTLoopback (2)
1 USB转串口 (2)
2 USB Accessory (2)
3 连入手机 (3)
4 代码改进 (4)
5 打开串口 (4)
6 写串口数据 (4)
7 主动读取串口数据 (5)
8 被动读取串口数据 (5)
9 关闭串口 (6)
I
第1章串行通讯之UARTLoopback
1 USB转串口
这两天在做Android手机上的串行通讯程序。
手机没有串口，所以使用了USB转串口，如下图所示：
图1 USB转串口
上图中，红色的USB A型插头用来给此设备供电；黑色的Micro USB插头用来连接Android手机；粉红色的9针插头用来连接串口设备。
购买此产品时，附带了Java源代码，也就是工程UARTLoopback。
本文对其进行说明及改进。
2 USB Accessory
USB设备分为两大类：USB Host、USB Accessory（USB 附件）。
USB键盘、鼠标连入手机后，由手机给其供电，它们属于USB Host；上面的USB转串口连入手机后，会给自己、手机供电，它属于USB Accessory。
2
查看UARTLoopback的代码可知：访问USB转串口的实质是访问USB A ccessory。
关于USB Accessory的更多信息请参考如下博客：
/yingzhao80/article/details/45511351
3 连入手机
Android 手机上安装UARTLoopbackActivity.apk后，将USB转串口接入手机，就会弹出如下界面：
图2
这是如何实现的呢？请查看UARTLoopback的AndroidManifest.xml文件。
3
4
4 代码改进
串行通讯的核心类就是FT311UARTInterface ，笔者对其进行了改进。
改进版的下载网址为：/detail/hanford/9686781
下文的说明以改进版为准。
5 打开串口
打开串口的代码如下
m_Comm.open 用来打开串口
m_Comm.isExist 用来判断USB 转串口是否已经插入手机
m_Comm.requestPermission 用来申请权限
打开串口的时候就设置通讯参数，
为什么这么设计呢？因为：从USB 转串口插入手机到拔出手机这段时间内，只能配置一次通讯参数。
6 写串口数据
m_Comm.isOpen 判断串口是否已经打开
m_txtSend.getText().toString().getBytes() 获取文本框m_txtSend内的文本，然后转换为二进制数据
m_Comm.write 发送二进制数据
7 主动读取串口数据
m_Comm.read用来读取串口数据，返回读取到的字节数。
接下来的代码，将读取到的二进制数据转换为字符串，并显示到文本框m_txtRecv里。
8 被动读取串口数据
5
6
代码m_Comm.setEventDataReceived(m_EventDataReceived);表示一旦接收到串口数据，马上调用m_EventDataReceived 对象的onEvent 函数。
onEvent 函数中，将串口数据（保存在数组byte[] data 里，字节数为 nByt es ）转换为文本，然后加到字符串变量m_sRecv 的右边。
因为onEvent 函数不在主线程里，所以需要代码m_Handler.sendEmptyMes sage(1);通知m_Handler 更新主界面。
其实就是handleMessage 函数中的m_txtR ecv.setText(m_sRecv)被执行。
总结：
1）m_Comm.setEventDataReceived 指定事件处理对象，一旦读取到串口数据，将调用该对象的onEvent 函数；
2）onEvent 函数是被多线程调用的，更新主界面请使用Handler 、sendEmp tyMessage ；
3）如果m_Comm.setEventDataReceived
的参数不是null ，那么就无法主动读取串口数据了。
也就是说，此时m_Comm.read 始终返回0。
9 关闭串口
不过，它的问题最严重：
调用上述代码，读取串口数据的线程（FT311UARTInterface.ThreadRead.ru 上面的代码调用了FileInputStream.read 函数，这是一个同步函数——没有读取到串口数据，就不会返回。
这个时候，如果串口设备发送过来数据，线程将正常退出；如果串口设备一直未发送数据过来，那么这个线程将永远阻塞在这一行上。
线程ThreadRead 阻塞后，m_Comm.open 将无法再打开串口。
解决办法就是：拔下USB 转串口，重新插入。
总结：关闭串口会极大概率的导致一个僵尸线程的产生，不够完美的解决办法就是重新拔、插USB转串口。
7。