赵雪 陈国通 马忠强

河北科技大学

UART的可靠通信与性能探究

赵雪 陈国通 马忠强

河北科技大学

本文从数据链路层通信系统的理论特性出发，结合接口通信速率以及传输线允许的最大通信速率分析了基于UART接口设备的通信可靠性，并由UART的通信原理出发对其通信性能进行了探究。

UART 可靠通信 性能

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）为异步串行通信接口的总称，主要为计算机及串行设备直接提供数据接口，其包含RS232、RS499、RS423、RS422、RS458等在内的各种异步串行通信接口标准，定义了底层接口的相关电气，传输，机械特性。

图1 UART在ISO七层模型中的位置

1 基于UART通信接口设备的可靠性分析

构建可靠的通信网络是通信成功的基本保证。在物理层，通信可靠性的保证主要受限于通信距离的远近以及通信波特率的大小。在恶劣坏境的某些工业场合中，可靠性的保证还应对总线阻抗的不连续性，误触发接收器，驱动器误触发，共模干扰电压超限，A/B线上高能量瞬变干扰等进行考量。

UART的最高通信速率可由接口单元的通信速率与传输线所允许的最高通信速率有关。

1.1 接口通信速率Brc

基于UART通信接口的设备可由发射及接收单元、逻辑控制单元、波特率发生单元构成，其等效电路如图2所示。接口单元通信速率取决于其等效电路的分布参数，其中C1、C2为等效电路的并联电容。

图2 通信接口的等效电路图

1.2 传输线所允许最大通信速率Brt

传输线在进行高频信号传送时，趋肤效应引起信号的畸变的程度以及传输线的特性阻抗都可能限制着通信距离的远近。……