硬件信号协议UART是干啥的？

UART协议是电子传输中一种常见的信号协议，通常只需要三根信号线就可以完成数据的收发，分别是TX，RX，GND。

UART(universal asynchronous receiver transmitter)，是通用异步收发器，因为是异步，所以也不需要时钟信号来做时间参考。它的应用范围很广，比如各种外接模块如GPS，蓝牙模块等等，上位机（发送操控）与下位机（接收）之间的通信。

UART是串行通信，利用一条传输线（RX，TX）将数据按bit进行顺序传送，特点是通信线路简单，成本低，适用在需要远距离传输，但对速率要求不高的应用场景。

UART的数据形式

UART传输的数据会被封装为数据包，数据包包含1bit起始位，5~8bit数据位（取决与设备UART的具体设置），一个奇偶校验位（可选），以及1个或2个停止位。

起始位：UART数据传输线在空闲时保持高电平，当设备发出低电平信号时，表示数据的开始。

停止位：UART数据传输线从低电平状态向高电平转换，不过至少需要持续两位数据的时间宽度，才表示整个数据包的传输已经结束。并且由于数据是在传输线上定时的，不同的设备之间可能时钟存在偏差，偏差的积累可能会导致数据位的传输错误，所以数据定时发出停止位可以有效校正时间的偏差，停止位越多，校正的效果越好。

数据位：数据位的宽度可能有5，6，7，8位，一般8位会用的比较广泛（跟ACSII码有关，一个ASCII字符为8bit）。

校验位：是UART中一种简单的检错方式，一般有四种校错方式：偶校验，奇校验，高校验，低校验。对于奇偶校验的情况，串口会设置校验位（数据位的后一位），用1bit来校验数据有偶数个还是奇数个的逻辑高电平。比如如果数据位为00011，偶校验位就是0，为了保证数据位+校验位总数偶数的个数加起来为偶数。不过，校验位不是必须有，属于可选项。

在停止位之后，可能还会有空闲位，空闲状态时的信号处于高电平，即“1”，表示当前线路上没有数据传输。所以停止位开始的时候就能被有效检测到。

UART传输速率较慢，一般在20kbit/s到10Mbit/s之间，低速率的情况被使用的更多。

总结起来

UART优点

1，需要的引脚线不多，只用2条数据线，1条地线

2，不需要时钟信号

3，有奇偶校验位，提供通信的差错检查

UART缺点

1，数据帧支持的最大长度只有9bit

2，不支持多主机或多从机的主从结构