串口UART

文章主要是为方便自己记录问题和重点；

主要是基于RS232的描述；
一、串口理论知识：
1、串口按位（bit）发送和接收字节，尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信（rs232理论距离可以传输15m）；
2、由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据，没有时钟的概念，完全依赖波特率、数据位、停止位和奇偶校验去解析数据，两个串口通信时，这4个参数要匹配；
3、波特率：单位时间内载波参数变化的次数；数据位：实际数据位的参数，串口通信中一般设置为8位；停止位：用于表示单个包的最后一位；奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式；
4、串口通信的效率计算：举例：波特率9600，数据位8，停止位1，校验位1，则每秒传输的有效字节数：9600bit/(数据位8bit+1bit停止位+1bit校验位)/8BYTE=960bit/8BYTE=120字节；
5、UART和RS232及RS485的区别在于UART是一种接口，而RS232/RS485是一种总线。UART这个接口，后面可以接TTL电平，这就是我们俗称的普通的串口。而UART如果接了RS232/RS485的转换芯片，那么后面的总线上就是按照RS232/RS485规则来传输数据。RS232/RS485总线的具体规则我们后续再讨论，本篇主要详解TTL下的情况。UART接TTL电平时，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。

UART、RS232、RS485在串口通信中，主要区别是电平的不同；

其中UART通常使用TTL电平

TTL全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic)
输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V；
输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V。
RS232
逻辑1电平(MARK)=-3V～-15V，
逻辑0电平(SPACE)=+3～+15V；
RS485
RS485是差分信号进行串行传输；
逻辑1以两线间的电压差为+(2~6)V表示；
逻辑"0"以两线间的电压差为-(2~6)V表示；

二、对比下RS232和RS485的相关知识

1、RS232硬件接口：通常RX+TX+GND地；RS485的硬件接口：485_RX+485_TX+485_RE+485_DE，其中RE+DE是用于控制发送或接收的接口;
2、RS232和RS485的差异： RS232是用的TTL电平通信，485用的是差分信号进行通信；
RS232只能是点对点的进行通信,RS485可以一对多进行通信；
RS232是全双工的通信，RS485是半双工的通信；
RS232通信距离可能只能达到15M，RS485通信距离可以达到1200M；
RS232速率通常比较慢，只可达20kbps，RS485速率通常比较快，可达10Mbps(其实很少用这么高的速率进行通信)；
3、RS232和RS485的共同点： RS232和RS485都是异步通信的,都是无时钟的；所以通信的双方，需要设置一样波特率、位数、校验位、停止位等；

 

三、软件开发的思路：
1、管脚功能配置；
2、linux需要存在设备节点（需要串口驱动的支持，一般内核里都会打开，但碰到过海思芯片，串口2需要修改内核使能uart2，现在通常使用设备树，只需要设备树里打开即可）；
3、STM32需要配置相应的时钟（STM32,需要特别注意这一点）；
4、配置参与串口通信双方的波特率、数据位、停止位、校验位；
5、部分芯片中RX、TX需要添加上拉电阻；（如海思对接STM32芯片）
6、RS485是差分信号，可以对接多个设备，其中有所谓的4线模式（其实就是点对点了，实现实时双向通信）；

四、串口排查过哪些通信相关的问题：
1、海思芯片内核中uart2没有使用，在kernel里配置打开uart2，现在内核通常是使用设备树了，只需要在设备树里打开即可；
2、STM32两边的奇偶校验位设置不匹配，现象：接收的数据类似是移了一位；
3、STM32与海思不通，原因：RX和TX没有交叉连接；
4、STM32通信中，位数实际为8时，需要设置为9（记不清楚了）；

5、碰到过rv1126中波特率设置成150000，这种比较少见的波特率；

串口通信只是第一步，重要的是通信的内容或者自定义的协议；

串口相关的代码：百度网盘：work/硬件协议/UART串口通信协议(linux的参考代码)