🌈以下是本人在串口通信学习过程中的理解和笔记记录，是为了方便后续的学习，如有补充和错误，欢迎评论区留言！

串口通信

1.通信方式分类

按数据通信方式分类：串行通信、并行通信

通信方式	优点	缺点
串行通信	占用的引脚IO少，成本低	传输速率低
并行通信	传输速率快	占用的引脚IO较多，成本高

按数据传输方向分类：单工通信、半双工通信、全双工通信

通信方式	特点
单工通信	数据只能沿一个方向传输
半双工通信	数据可以沿两个方向传输，但需要分时进行
全双工通信	数据可以同时进行双向传输

按数据同步方式分类：同步通信、异步通信

通信方式	特点
同步通信	带时钟端口的数据传输
异步通信	没有时钟端口，发送方和接收方使用各自的时钟控制数据的收发过程

常见串行通信接口特点

通信标准	引脚说明	通信方式	通信方向
UART （通用异步收发器）	TXD:发送端 RXD:接收端 GND:公共地	异步通信	全双工
1-WIRE (单总线)	DQ:发送/接收端	异步通信	半双工
IIC	SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端	同步通信	全双工
SPI	SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入 CS:片选信号	同步通信	半双工

2.UART串口通信

UART串口是什么

UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）：即通用异步收发器，是一种通用串行数据总线，用于异步通信。一般UART接口常指串口。
UART在发送数据时将并行数据转换成串行数据来传输，在接收数据时将接收到的串行数据转换成并行数据

UART协议层

UART串口通信数据格式

起始位：一帧的开始，必须保持一个比特位的低电平0
数据位：传输的有效数据，数据位可选5~8位；LSB在前，MSB在后
校验位：可选位，占用1个比特位，也可以没有校验
停止位：一帧的结束，必须有，可选占用0.5/1/1.5/2个比特位，保持逻辑高电平1

奇校验：保证数据位和校验位1的个数为奇数。偶校验：保证数据位和校验位1的个数为偶数。

UART串口通信传输速率：波特率
波特率（BaudRate）：串口通信的速率用波特率表示，它表示每秒传输二进制数据的位数，单位是bps（位/秒）
常用的波特率有9600、19200、38400、57600以及115200等。
UART串口通信是异步通信，所以其实它与时钟周期是无关的，决定它的传输速率是波特率。例如波特率为115200，表示一秒钟传输115200位数据。1秒钟是10^9ns，那么1位数据所需要传输的时间就是10^9/115200≈8680.56ns，假设是在50M的时钟周期下，1位数据传输所需要的时钟周期个数为8680.56ns/20ns≈434个，在100M的时钟周期下所需要的时钟周期个数就是8680.56ns/10ns≈868个

3.UART串口通信实验

1.实验设备及要求

实验设备：正点原子达芬奇开发板（Xilinx），电脑（上位机）
实验要求：上位机通过串口调试助手发送数据给开发板，开发板通过USB UART串口接收数据并将接收到的数据发送给上位机，完成串口数据环回。UART通信波特率：115200，停止位：1，数据位：8位，无校验位。
开发环境：Vivado_2020、Vscode、Visio。