UART和串口到底有啥区别？

Posted 2023-04-16

UART打印机与串口打印机到底有什么区别，是不是一回事情？

UART是串口，但串口不一定是UART，它包含了UART。

拓展资料

UART，是一种异步收发传输器，是电脑硬件的一部分。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。

具体实物表现为独立的模块化芯片，或作为集成于微处理器中的周边设备。一般是RS-232C规格的，与类似Maxim的MAX232之类的标准信号幅度变换芯片进行搭配，作为连接外部设备的接口。在UART上追加同步方式的序列信号变换电路的产品，被称为USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)。

串行接口Serial Interface是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。

一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。

串行通讯的距离可以从几米到几千米。

根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

参考技术A 区别：UART是将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换，通常被集成于其他通讯接口的 连结上。串口 是指数据一位一位地顺序传送且通信线路简单，适用于远距离通信。
拓展：
1、UART功能：将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来的 串行数据转换为字节，供计算机内部并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中 加入奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启 停标记，并从接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信号（键 盘和鼠标也是串行设备）。
2、UART基本结构：⑴输出缓冲寄存器，它接收CPU从数据总线上送来的并行数据，并加以保存。

⑵输出移位寄存器，它接收从输出缓冲器送来的并行数据，以发送时钟的速率 把数据逐位移出，即将并行数据转换为串行数据输出。

⑶输入移位寄存器，它以接收时钟的速率把出现在串行数据输入线上的数据逐 位移入，当数据装满后，并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并 行数据。

⑷ 输入缓冲寄存器，它从输入移位寄存器中接收并行数据，然后由CPU取走。

⑸控制寄存器，它接收CPU送来的控制字，由控制字的内容，决定通信时的传 输方式以及数据格式等。例如采用异步方式还是同步方式，数据字符的位数， 有无奇偶校验，是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。

⑹状态寄存器。状态寄存器中存放着接口的各种状态信息，例如输出缓冲区是否 空，输入字符是否准备好等。在通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状 态检测逻辑将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。

3、 串行接口 (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对 传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适 用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行 通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本 低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进 一步分为单工、半双工和全双工三种。

4、串口形容一下就是一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个字节）数据。但是 并不是说并口快，由于8位通道之间的互相干扰（串扰），传输时速度就受到了限制，传输容易 出错。串口没有互相干扰。并口同时发送的数据量大，但要比串口慢。 参考技术B

UART：通用异步接收/发送装置。
串口：含义比 UART 广，它包括了 UART。

一、UART：通用异步收发传输器，通常称作UART，是一种异步收发传输器，是电脑硬件的一部分。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。

二、UART：是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用于主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

三、串口：也称串行通信接口或串行通讯接口，是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。

参考技术C UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
通用异步收发器
UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了RS-232C数据终
端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了
。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：
将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来的串行
数据转换为字节，供计算机内部使用并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入
奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记，
并从接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信号（键盘和鼠票也是
串行设备）。可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。有一些比较高档的UART
还提供输入输出数据的缓冲区，现在比较新的UART是16550，它可以在计算机需要处理数
据前在其缓冲区内存储16字节数据，而通常的UART是8250。现在如果您购买一个内置的
调制解调器，此调制解调器内部通常就会有16550 UART。 参考技术D

串口通常做为RS232C的代名词，电平范围要求是：1：-12V~-6V，0：6V~12V;
UART指CPU带的串行端口，电平为，1：5V，0：0V。


两者之间的电平转换可以用RS232，或MAX232

UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置，UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上，多数是16550AFN芯片。


UART是计算机中串行通信端口的关键部分。

在计算机中，UART相连于产生兼容RS232规范信号的电路。

RS232标准定义逻辑“1”信号相对于地为-3到-15伏，而逻辑“0”相对于地为3到15伏。

所以，当一个微控制器中的UART相连于PC时，它需要一个RS232驱动器来转换电平。

Uart这里指的是TTL电平的串口；RS232指的是RS232电平的串口。

UART和RS232RS485的联系和区别以及对软件编程的影响

1、串口、UART、RS232、RS485概念的理解

(1)狭义上的串口：指的是串口协议，就是时序图、数据收发先后顺序等，是抽象出来的协议；
(2)广义上的串口：指的是符合串口协议的接口，UART、RS232、RS485在实际工作中都叫做串口；
(3)UART：主要指的是Soc端的串口控制器和引脚，也是串口编程主要考虑的；
(4)RS232和RS485是在两个Soc的串口引脚相连的中间电路，负责做转换，解决传输距离和电压不匹配的问题；

2、UART

2.1、UART介绍

参考博客：《ARM芯片（S5PV210芯片）——串口通信详解》；

2.2、UART接口

(1)现在的Soc都内置了串口控制器，串口一般都是两根线，一根发送(TX)一根接收(RX)，用的TTL电平；
(2)上面是S5PV210芯片的原理图，总共有4组串口。有的串口还有CTS、RTS接口，这是和自动流控相关，不是必要功能，用于保证数据传输的正确性，现在基本不用了，因为串口常用作打印输出或者用于连接低速的设备，对数据正确性没有太高要求；

2.3、UART的使用场景

(1)实际上我们使用串口时，不会直接使用Soc的引脚，中间会有转换过程，一般是转换成RS232或者RS485进行操作；
(2)UART现在一般用作打印串口，或者连接一些低速的外设；

2.4、为什么还要有RS232、RS422、RS485

(1)串口协议只是规定了数据传输时的协议，也就是规定了先传输1还是先传输0的问题，但是什么电压表示数据1，什么电压表示0，这并没有做规定；
(2)UART是相对于Soc这端来说的，Soc端集成了串口控制器，控制器支持串口协议(比如开始位、停止位、数据位、校验位等)，用的是TTL电平；
(3)实际中两个设备的串口控制器要通信，中间是有一段距离的，Soc的引脚一般电平都比较低，数据能传输的有效距离很短；并且不同的设备所使用的电压也不一样，不能直接相连；
(4)需要中间电路负责来解决电压不匹配、传输距离等问题，于是有了RS232、RS422、RS485；
(5)RS232、RS422、RS485都是从电气层面(也就是物理器件)来区分的，具体的通信协议都是串口协议，但是使用的电压范围、是电平信号还是差分信号等不同；

3、RS232

3.1、RS232介绍

(1)RS232是串口协议在电气层面的实现，RS-232标准接口定义了电压范围，规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15V；
(2)Soc的串口引脚一般是3.3V或者5V的电压，所以Soc的串口引脚要使用RS232必须添加TTL电平转RS232电平的转换芯片；
(3)RS232的接口有多种(DB9接口、四线接口、三线接口)，但是起主要作用的都是TX和RX引脚，可以简单理解成，RS232和UART的区别就是使用的电压范围不一样；

3.2、RS232的特点

(1)优点：RS232标准接口的传输距离更长，在15米作用；
(2)接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换芯片才能与Soc的串口引脚连接；

3.3、DB9接口

DB9接口有9根线，最主要的就是RxD和TxD，其余的线是用于保证数据传输的正确性；

3.4、四线接口

四线就是在RX、TX、GND的基础上，多了一根VCC；

3.5、三线接口

只有TX、RX、GND三根线，使用的RS232电平；

4、RS485

4.1、RS485介绍

(1)RS485采用的是差分信号，用的双绞线，传输距离可达上千米；
(2)RS485常用的是两根线，因为采用的是差分信号，所以只能同时传输一组信号，是半双工的；(也有4根线的RS485，实现全双工)
(3)RS485总线可以挂接多个设备，最多不超过32个，采用主从模式；
(4)虽然485支持挂载多个设备，但是没有规定主从设备之间是如何通信的，需要编程人员考虑，可以参考I2C协议的主从实现；

4.2、RS485接口：半双工

4.3、RS485接口：全双工

5、从电路原理图分析

5.1、RS232的三线接口电路原理图

>(1)最左边的M_UART0_RXD和M_UART_TXD是Soc的串口接收、发送引脚，TPT3232E是TTL转RS232的芯片，最终得到RS232_R和RS232_T这两个符合RS232标准的接收、发送引脚；
(2)J83就是上面展示的电路板上的三线串口接口；

5.2、半双工RS485的电路原理图

SOC_484-0_TXD和SOC_484-0_RXD是Soc端的485发送、接收引脚，SOC_484-0_RTS是用于控制方向的，上面的电路图是半双工的RS485；

5.3、DB9接口的的电路原理图

SP3232E是支持同时转换两路RS232的电平转换芯片，右边的TXD0和RX0、TX2和RX2是Soc的两组串口引脚，左边是两个DB9接口，可以看到实际DB9接口也只接了三根新，和三线接口是一样的；

6、软件编程上的区分

(1)UART和RS232只是在电平上有区别，在软件编程上没有差别；
(2)RS485支持挂载多个设备、半双工、全双工，所以串口编程半双工时需要考虑总线的总裁，也就是主从模式，类似I2C；

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