你真的了解串口吗（示波器串口波形分析）

串口是最常用的外设了，串口基本都是单片机的标配。串口通信只需要3条线组成，分别为RX、TX、GND。下面将重点分析串口数据帧组成。

一、    串口通信帧

 串口通信帧数据如此，每帧由空闲位、起始位、数据位、校验位、停止位组成

传输的数据是低位在前高位在后

l  空闲：

串口TX或RX数据线上没有传输任何数据时，则该线处于为空闲状态。空闲是TX和RX都是处于高电平。

l  起始位：

标识数据起始，由一个逻辑0（低电平）的数据位表示。

l  数据位:

可以选择的值有5,6,7,8这四个值，可以传输多个值为0或者1的bit位。这个参数最好为8，因为如果此值为其他的值时当你传输的是ASCII值时一般解析肯定会出问题。理由很简单，一个ASCII字符值为8位，如果一帧的数据位为7，那么还有一位就是不确定的值，这样就会出错。

l  校验位：

保证数据传输的可靠性

数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。就比如传输“A”(01000001)为例。

1、当为奇数校验：”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为1才能满足1的个数为奇数(奇校验)。

2、当为偶数校验：”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为0才能满足1的个数为偶数(偶校验)。

此位还可以去除，即不需要奇偶校验位。

校验位一般都是硬件处理的，如STM32。但是51的校验位是需要字节集手动处理，设置为9位数据位即可收到校验值。

校验可选设置：

无校验 （no parity）：数据包不包含校验位

奇校验 （odd parity）：如果字符数据位中"1"的数目是偶数，校验位为"1"，如果"1"的数目是奇数，校验位应为"0"。保证数据位+校验位的“1”为奇数

偶校验 （even parity）：如果字符数据位中"1"的数目是偶数，则校验位应为"0"，如果是奇数则为"1"。保证数据位+校验位的“1”为偶数

mark parity：校验位始终为1

space parity：校验位始终为0

l  停止位：

它是一帧数据的结束标志。可以是1bit、1.5bit、2bit个逻辑1的的数据位表示

二、    串口波特率（比特率）

 

uart中的波特率就可以认为是比特率，即每秒传输的位数(bit)。

一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。

波特率其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)。

 

波特率是串口传输速率的关键作用参数，9600bps就是每秒传输9600bit（位）的意思，也就相当于：1/9600=1.041666666666667e-4秒为每个bit的传输时间

 

三、    抓波形（8-1-NONE）

l  串口发送数据

发送的配置：8位数据位、1位停止位、无校验位

发送的数据：0x55 = 0101 0101

波形查看

 0和11为空闲电平（高电平）

1为起始位（一个数据大小的低电平）

 2、3、4、5、6、7、8、9组成8位数据，为10101010，但是数据是低位在前，所以真是的数据位01010101

10为停止位，高电平，可以选择一个1、1.5、2个数据大小的时间

四、    抓波形（8-1-EVEN）

l  串口发送数据

发送的配置：8位数据位、1位停止位、偶校验（数据+校验的1为偶数）

发送的数据：0x55 = 0101 0101

波形查看

0和12为空闲电平（高电平）

1为起始位（一个数据大小的低电平）

2、3、4、5、6、7、8、9组成8位数据，为10101010，但是数据是低位在前，所以真是的数据位01010101

10为校验位，因为是偶校验计算方式是数据位+校验位的1为偶数即可

11为停止位，高电平，可以选择一个1、1.5、2个数据大小的时间

五、    抓波形（x-1-NONE）

l  串口发送数据

发送的配置：(8,7,6,5)位数据位、1位停止位、无检验

发送的数据：0x13 = 0001 0011

8位数据位

7位数据位

 

6位数据位

5位数据位

5位数据位，使用奇校验（ODD）

分析：

*  数据的长度会根据奇偶校验位选择及数据位选择动态变化。

*  数据位设置长度小于值本身的长度，将会出现截取现象，将自动截取低位，然后发送

* 校验位只校验真实发送的数据

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