UART串口通信

串口是“串行接口”的简称，即采用串行通信方式的接口。串行通信将数据字节分成一位一位的形式在一条数据线上逐个传送，其特点是通信线路简单，但传输速度较慢。因此串口广泛应用于嵌入式、工业控制等领域中对数据传输速度要求不高的场合。
Serial communication是一个通用概念，泛指所有的串行的通信协议，如RS232、USB、I2C、SPI、1-Wire、Ethernet等。这里的串行（serial），是相对并行通信（parallel communication）来说的。

更清晰了解串口：https://blog.csdn.net/Walker_s_/article/details/104596028？utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2_defaultbaidujs_title~default-5.no_search_link&spm=1001.2101.3001.4242.5

接收方接收到一长串的、表示0/1电平跳变的信号之后，怎么还原出有效的信息呢？有两种方法：
（1）同步串行通信（Synchronous serial communication），I2C、SPI等有时钟信号的协议，都属于这种通信方式。
（2）异步串行通信（Asynchronous serial communication），串口通信，就是这种通信方式。

一、基础知识

1.关于UART

通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换；具体实物表现为独立的模块化芯片，或作为集成于微处理器中的周边设备。

在设置好数据格式及传输速率之后，UART负责完成数据的串并转换，而信号的传输则由外部驱动电路实现。电信号的传输过程有着不同的电平标准和接口规范，针对异步串行通信的接口标准有RS232、RS422、RS485 等，它们定义了接口不同的电气特性，如 RS-232 是单端输入输出，而 RS-422/485为差分输入输出等。

COM口是指针对串行通信协议的一种端口，是PC上异步串行通信口的简写，大部分为9针孔D型。COM口里分RS232，RS422和RS485，传输功能依次递增。
TTL全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic)，这种串行通信，对应的物理电平，始终是在0V和Vcc之间，其中常见的Vcc是5V或3.3V。

实际工程应用经验：RS232和TTL之间的转换，不仅仅是简单的电平转换，还要考虑到其他一些因素，比如调节和矫正一些电平（提高或降低对应的电平），确保可能的有害的RS232电压不会破坏微控制器的串口针脚。这里有很成熟的方案，我们可以通过MAX3232之类的芯片，把TTL电平转为RS232电平，或者简单的在淘宝购买TTL转RS232电缆即可。

源自：读懂RS-232与RS-422及RS-485三者之间的特性与区别
http://www.elecfans.com/emb/jiekou/20180418663969.html
"RS-232"：
RS-232接口符合美国电子工业联盟（EIA）制定的串行数据通信的接口标准，是现在主流的串行通信接口之一，采用全双工的工作方式。

不足之处：接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。RS232接口任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”为-3—-15V；逻辑“0”：+3—+15V，噪声容限为2V。即要求接收器能识别高于+3V的信号作为逻辑“0”，低于-3V的信号作为逻辑“1”，TTL电平为5V为逻辑正，0为逻辑负。与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

"RS-485"：
在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
针对RS-232-C的不足，新标准RS-485具有以下特点：RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差+2V–6V表示，逻辑"0"以两线间的电压差-6V–2V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不容易损坏接口电路芯片，且该电平与TTL电平兼容，刻方便与TTL电路连接。

2.USB转串口芯片：CH340

CH340是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口或者USB转打印口。（详细封装管脚情况看手册）
在串口方式下，CH340提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB总线。

CH340不同型号之间的差别：

二、实际项目

1、RS-232 接口标准下UART的异步全双工通信

本系统有一个串口接收模块，用来接收上位机发送的数据；还要有一个串口发送模块，用于将数据发回上位机；另外还应该有一个对数据进行环回控制的模块，它负责把从串口接收模块接收到的数据送给串口发送模块，以实现串口数据的环回。
整体结构：

开发板层面：