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UART和USART有何区别?

UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)和USART(Universal Synchronous and Asynchronous Receiver-Transmitter)都属于串口通信接口,在很多微控制器中都被广泛使用。它们的主要区别在于支持的通信模式和功能。以下是它们之间的主要区别:
  1. 通信模式
  UART:只支持 异步(Asynchronous)通信模式。即在数据传输过程中,数据发送方和接收方不需要共享时钟信号,而是依赖于预先设定的波特率来同步发送和接收数据。每个数据位的传输都有开始位和停止位来标识数据的起始和结束。
  USART:既支持 异步(Asynchronous)通信模式,也支持 同步(Synchronous)通信模式。在同步模式下,数据的发送和接收是通过共享时钟信号来同步的,而不仅仅依赖于波特率。在异步模式下,它的工作方式与UART类似。
  2. 时钟信号
  UART:没有时钟信号。在UART通信中,数据传输双方通过事先约定好的波特率来同步通信。
  USART:在同步模式下,USART使用一个共享的时钟信号来同步数据传输。这对于需要高速和同步的应用非常有用。USART还可以通过外部时钟源来提供时钟信号,或者通过内部时钟生成。
  3. 硬件支持
  UART:一般情况下,UART接口是较为简单的硬件设计,只有发送和接收两个功能,适用于需要异步串行通信的场合。
  USART:除了具备UART的功能外,USART还支持同步通信,可以通过硬件直接与时钟信号协作。这样可以提高数据传输的稳定性和速度,尤其适合长距离或者高速通信。
  4. 应用场景
  UART:由于其简单和普及,UART通常用于较低速、较短距离的通信。它在许多嵌入式系统和设备中得到广泛应用,比如计算机与外设之间的通信、设备配置等。
  USART:适用于更为复杂的通信场景,特别是在需要同步传输数据、进行高速通信的应用中。例如,常用于SPI(Serial Peripheral Interface)或I2S(Inter-IC Sound)等协议的硬件实现。
  5. 引脚数量
  UART:通常只需要两个引脚:TX(发送)和 RX(接收)。
  USART:如果在同步模式下使用,还需要额外的引脚,如SCK(时钟引脚)来同步数据的传输。
  6. 速度
  UART:虽然UART也可以达到相对较高的速度,但由于没有时钟信号的支持,随着通信速度的提升,可能会出现一些误差或时序问题,尤其是在高波特率下。
  USART:由于同步模式的支持,USART在高速度和长距离传输时能够保持数据的稳定性,减少误码率。
  总结:
  UART:只支持异步通信,硬件简单,适用于低速、短距离的通信应用。
  USART:除了支持异步通信外,还支持同步通信,适用于高速、长距离和需要时钟同步的应用。

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