还记得当时的打印机、鼠标和调制解调器吗？ 他们有巨大沉重的连接器和粗电缆，必须拧进你的电脑里。 这些设备使用UART协议与计算机通信。 USB几乎完全取代了旧电缆和连接器，但UART永远不会过时。 已发现当前在许多项目中使用UART的GPS模块、蓝牙模块、RFID读卡器模块等连接到Raspberry Pi、Arduino或其他微控制器
通用串行接收器/传输器(UART )通常称为UART。 传输的数据在串行通信和并行通信之间转换。 作为将并行输入信号转换为串行输出信号的芯片，UART通常集成在与其它通信接口的连接中。
不是SPI或I2C那样的通信协议，而是微控制器内的独立物理电路或独立IC。
UART的最佳之处是，只需两条线即可在设备之间传输数据。 UART背后的原理很容易理解。
UART通信是什么？
在UART通信中，两个UART直接相互通信。 发送UART将来自CPU等控制装置的并行数据变换为串行形式，串行发送到接收UART，接收接收UART，将串行数据重新变换为接收装置的并行数据。 要在两个UART之间传输数据，只需要两根电线。 数据从发送UART的Tx端子流向接收UART的Rx端子：
UART异步发送数据。 也就是说，没有时钟信号可使发送UART的位输出与接收UART的位采样同步。 发送UART不是时钟信号，而是在传输中的分组中添加开始位和停止位。 这些位定义分组的开始和结束，使得接收UART知道何时开始读取位。
当接收UART检测到开始位时，它以一个称为波特率的特定频率开始读取输入位。 波特率是数据传输速度的测量值，用每秒的位数(bps )表示。 两个UART必须以几乎相同的波特率运行。 与收发UART的波特率只相差10%左右。
两个UART必须配置为发送和接收相同的数据包结构。
UART如何工作
UART传输数据依赖于UART总线，数据总线用于通过CPU、内存或其他设备(如微控制器)向UART发送数据。 数据以并行格式从数据总线传输到发送UART。 发送UART从数据总线获取并行数据后，添加开始位、奇偶校验位和停止位来创建数据包。 然后，数据包按位串行输出到Tx引脚。 UART接收端用其Rx端子按位读取数据包。 然后，接收UART并将数据转换为并行格式，并删除起始位、奇偶校验位和停止位。 最后，接收UART将数据包并行传输到接收端的数据总线。
URT传输的数据被组织成数据包。 每个包包含一个开始位、5到9个数据位(具体取决于UART )、可选奇偶校验位和一个或两个停止位。
开始位
UART数据传输线在不传输数据时，通常维持在高电压电平。 为了开始数据传输，发送UART将传输线从高电平拉到低电平一个时钟周期。 接收UART当检测到从高电压到低电压的转换时，以波特率的频率开始读取数据帧中的位。
数据框
数据框包含要传输的实际数据。 如果使用奇偶校验位，则长度可以从5位到8位。 如果不使用奇偶校验位，则数据帧可以长9位。 数据通常首先以最低有效位发送。
奇偶校验位
奇偶校验描述数字的均匀性或奇数。 奇偶校验位是接收UART并确定数据在传输过程中是否发生了变化的方法。 电磁辐射、不匹配的波特率或长距离传输时，数据可能会发生变化。 收到UART读取数据帧后，计算值为1的位数，并检查总数是偶数还是奇数。 如果奇偶校验为0 (偶数)，则数据帧中的一个位必须总计为偶数。 如果奇偶校验位为1 (奇偶校验)，则数据帧中的一个位必须总计为奇数。 当奇偶校验位与数据匹配时，UART知道传输没有错误。 奇偶校验比特必须为0，且1比特必须合计为奇数； 如果奇偶校验位为1，并且总1位为偶数，则数据帧中的位已更改。
停止位
UART发送端驱动数据传输线从低电压到高电压至少2位，以通知发送数据包的结束。
UART传输步骤
发送UART以从数据总线并行接收数据：
2 .发送UART将开始位、奇偶校验位和停止位添加到数据帧。
3 .整个分组从发送UART串行发送到接收UART。 接收UART以预设波特率对数据线进行采样。
4 .接收UART丢弃数据帧的第一比特、奇偶校验位和停止比特：
接收UART，将串行数据转换为并行数据，传输到接收端的数据总线：
UART的利弊
没有完善的通信协议。 以下是一些有助于确定是否满足项目需要的优点和缺点。
优点
只使用两根电线
不需要时钟信号
有奇偶校验
如果双方都设置了，就可以改变数据包的结构
有完整的文档，被广泛使用
缺点
数据帧的大小限制为最多9位
不支持多个从站或多个主系统
每个UART的波特率必须在10%以内