为什么UART串口通信要16倍过采样数据

增强抗干扰是原因之一

标准UART可以选16倍采样,也可以选64倍采样,个人觉得应该是方便分频设计.

 

标准UART的RXD前端有一个"1到0跳变检测器",当其连续接受到8个RXD上的地电平时,该检测器就认为RXD线出现了起始位,进入接受数据状态.在接受状态,接受控制器对数据位7,8,9三个脉冲采样,并遵从三中取二的原则确定最终值.采用这一方法的根本目的还是为了增强抗干扰,提高数据传送的可靠性,采样信号总是在每个接受位的中间位置,可以避开数据位两端的边沿失真,也可以防止接受时钟频率和发送时钟频率不完全同步引起的误差.

首先回顾一下异步串口通信的数据格式：

由于在空闲状态时,传送线为逻辑“1”状态，而数据的传送总是以一个起始位“0”开始，所以当接收器检测到一个从“1”向“0”的跳变时，便视为可能的起始位（要排除干扰引起的跳变）；起始位被确认后,就知道发送器已开始发送，接收器就可以按这个数据通信格式接收后续的数据了；当检测到停止位“1”后就表明一帧字符数据已发送完毕。

关于接收器的设计最主要的一点是如何提高采样的准确率，最好是保证采样点处于被采样数据的时间中间点。所以，在接收采样时要用比数据波特率高n倍(n≥1)速率的时钟对数据进行采样。在本程序中用16倍波特率时钟进行采样。结合图示，我们讲解一下如何让采样时刻处于被采样数据的时间中间点：

1.  在t1时刻若检测到低电平，就开始对这个低电平进行连续的检测

2.  当检测了8个时钟周期后，到达t2，此刻，若前面的8个周期都是低电平，则认为检测到了起始脉冲。否则就认为是干扰，重新检测。

3.  在检测到起始位后，再计数16个采样时钟周期就到达了第一个数据位的时间中间点t3,在此刻采样数据并进行保存。

4.  然后再经过16个周期，就是第二个数据位的时间中间点，在此时刻进行采样；然后，再经过16个周期，就是第三个数据位的时间中间点, 在此时刻进行采样…..一直这样采样，直到把所有的数据位采样完毕。