以下文章來源于嵌入式客棧 ，作者逸珺。
部分修改，
序列槽分類(序列槽是啥)
通用異步收發器(UART)是用于異步串行通信的一種實體層标準，其中資料格式和傳輸速度是可配置的。 通用同步收發器(USART)是一種串行接口裝置，可以對其進行程式設計以進行異步或 同步通信。
資料格式
線上空閑、無資料狀态為常高電平，故邏輯低定義為起始位。
- 起始位：總是 1 位
- 資料位：常見的有 8 位或 9 位。
- 校驗位
- 奇校驗
- 偶校驗
- 無校驗
- 停止位：
- 1 位
- 2 位
- 波特率：bit rate 就是位/秒的概念，就是 1 秒傳送多少位的概念。
常見的波特率有哪些呢？如下圖:
注意：
應用電路設計的時候 RX-TX 相信，很多初學者容易在這裡踩坑！常見的傳輸位序為低有效位在前。對于波特率而言需要注意波特率發生器有可能帶來誤碼問題
一個有效位元組的傳輸時間算法
計算公式
比如 9600 下，1 位起始位，8 位資料位，奇校驗，1 位停止位，則
校驗位有用嗎？
當你的傳輸媒體處于一個有幹擾的場景下，校驗位就可以從實體層檢測出錯誤。
了解資料編碼方式有啥意義呢？
比如在調試中你可以利用邏輯分析直接去解析收發線上的資料封包。
啥是UART？啥是USART?
UART
兩邊分别代表兩個通信的裝置，單從 UART 程式設計的角度講收發不需要實體同步握手，想發就發。圖中箭頭代表資料資訊流向。RX 表示接收資料，TX 表示發送資料。資料總是從發送端傳遞到接收端，這就是為啥 RX 連接配接 TX，TX 連 RX 的原因。
同步簡單說，收發不可自如，不可以想發就發，收發需要利用硬體 IO 口進行握手，RTS/CTS 就是用于同步的握手信号：
- RTS:Ready to send,請求發送，用于在目前傳輸結束時阻止資料發送。
- CTS：clear to send,清除發送，用于訓示 USART 已準備好接收資料。
這個對于普通應用而言并不常見，這裡不做詳細展開，需要用到的時候隻需要對應收發時控制握手信号即可。
程式設計政策
對于不同的單片機，其硬體體系各異，寄存器也差異很大，但是從收發程式設計政策角度而言，常見有下面三種方式：
- 查詢發送/中斷接收模式
- 收發中斷模式
- DMA 模式
查詢發送/中斷接收模式：
這裡以僞代碼方式描述一下：
/*查詢發送位元組*/void uart_send_byte( uint8 ch ){ /*如果目前序列槽狀态寄存器非空閑，則一直等待*/ /*注意while循環後的分号，表示循環體為空操作*/ while( !UART_IS_IDLE() ); /*此時将發送位元組寫入發送寄存器*/ UART_TX_REG = ch;}/*發送一個緩沖區*/void uart_send_buffer( uint8 *pBuf,uint8 size ){ uint8 i = 0; /* 異常參數處理*/ if( pBuf == NULL ) return; for( i=0; i
對于接收而言，如采用查詢模式則幾乎是沒有任何應用價值，因為外部資料不知道什麼時候會到來，是以查詢接收就不描述了，這裡描述一下中斷接收。
static uint8 rx_index = 0;void uart_rx_isr( void ){ /* 接收封包處理 */ rx_buffer[rx_index++] = UART_RX_REG;}
中斷接收需要考慮的幾個要點：
- 斷幀：這就取決于協定怎麼制定了，比如應用協定定義的是 ASCII 碼方式，就可以定義同步頭、同步尾，比如 AT 指令的解析，做邏輯判斷幀頭、幀尾即可。但是如果傳輸的是 16 進制資料，比如 MODBUS-RTU 其斷幀采用的是 3.5 個位元組時間沒有新的位元組接收到，則認為收到完整的幀了。
- 如何保證幀的完整性，一般會在封包尾部加校驗，比較常用的校驗模式有 CRC 校驗算法。
- 不同的單片機開發環境對于中斷向量的處理方式略有不同，需要根據各自晶片的特點進行處理。比如 51 單片機，其發送/接收都共享一個中斷向量号。
收發中斷模式
#define FRAME_SIZE (128u)static uint8 tx_buffer[FRAME_SIZE];static uint8 tx_index = 0;static uint8 tx_length = 0;static uint8 rx_buffer[FRAME_SIZE];static uint8 rx_index = 0;static bool rx_frame_done = false;void prepare_frame( uint8 * pBuf, uint8 size ){ /*将待傳的封包按照協定封裝*/ /*可能需要處理的事情，比如幀頭、幀尾、校驗等*/}bool uart_start_sending( uint8 * pBuf, uint8 size ){ if( pBuf == NULL ) return false; memcpy( tx_buffer,pBuf,size ); tx_index = 0; tx_length = size; /*使能發送中斷，向發送寄存器寫入一個位元組，進入連續發送模式*/ ENABLE_TX_INT = 1; UART_TX_REG = tx_buffer[tx_index++];}void uart_tx_isr( void ){ if( tx_index
還需要考慮的是，對于 UART 硬體層面的出錯處置，以 STM32 為例，就可能有下面的錯誤可能發生：
- 溢出錯誤
- 噪聲檢測
- 幀錯誤
- 奇偶校驗錯誤
另外不同的單片機其底層硬體實作差異也不較大，比如有的硬體發送緩沖是單位元組的緩沖，有的則具有 FIFO，這些在選型程式設計時都需要綜合考慮。
DMA 模式
DMA 發送模式而言，大緻分這樣幾步：
- 初始化 UART 為 DMA 發送模式，開啟 DMA 結束中斷，并寫好 DMA 傳輸結束中斷處理函數
- 準備待發送封包，幀頭、幀尾、校驗處理
- 将待發送封包緩沖區首位址指派給 DMA 源位址，DMA 目标位址設定為 UART 發送寄存器，設定好發送長度。
- 啟動 DMA 傳輸，剩下傳輸完成就會進入傳輸結束中斷處理函數。
DMA 接收模式而言，大緻分這樣幾步：
- 初始化 UART 為 DMA 接收模式，開啟 DMA 結束中斷，并寫好 DMA 傳輸結束中斷處理函數
- 中斷處理函數中标記接收到幀，對于使用 RTOS 而言，還可以使用的機制是利用 RTOS 的事件機制、消息機制進行通知有新的幀接收到了。
- 對于 DMA 接收模式而言，對于變長幀的處理較為不利，是以如果想使用 DMA 接收，制定協定時盡量考慮将幀長度固定，這樣處理會友善些。