UART串口通信使用16倍過采樣數(shù)據(jù)的原因

增強抗干擾是原因之一

標準UART可以選16倍采樣，也可以選64倍采樣，個人覺得應(yīng)該是方便分頻設(shè)計。

標準UART的RXD前端有一個"1到0跳變檢測器"，當其連續(xù)接受到8個RXD上的地電平時，該檢測器就認為RXD線出現(xiàn)了起始位,進入接受數(shù)據(jù)狀態(tài).在接受狀態(tài)，接受控制器對數(shù)據(jù)位7,8,9三個脈沖采樣,并遵從三中取二的原則確定最終值.采用這一方法的根本目的還是為了增強抗干擾,提高數(shù)據(jù)傳送的可靠性，采樣信號總是在每個接受位的中間位置，可以避開數(shù)據(jù)位兩端的邊沿失真，也可以防止接受時鐘頻率和發(fā)送時鐘頻率不完全同步引起的誤差。

首先回顧一下異步串口通信的數(shù)據(jù)格式：

由于在空閑狀態(tài)時,傳送線為邏輯“1”狀態(tài)，而數(shù)據(jù)的傳送總是以一個起始位“0”開始，所以當接收器檢測到一個從“1”向“0”的跳變時，便視為可能的起始位（要排除干擾引起的跳變）；起始位被確認后,就知道發(fā)送器已開始發(fā)送，接收器就可以按這個數(shù)據(jù)通信格式接收后續(xù)的數(shù)據(jù)了；當檢測到停止位“1”后就表明一幀字符數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢。

關(guān)于接收器的設(shè)計最主要的一點是如何提高采樣的準確率，最好是保證采樣點處于被采樣數(shù)據(jù)的時間中間點。所以，在接收采樣時要用比數(shù)據(jù)波特率高n倍(n≥1)速率的時鐘對數(shù)據(jù)進行采樣。在本程序中用16倍波特率時鐘進行采樣。結(jié)合圖示，我們講解一下如何讓采樣時刻處于被采樣數(shù)據(jù)的時間中間點：

1.在t1時刻若檢測到低電平，就開始對這個低電平進行連續(xù)的檢測

2. 當檢測了8個時鐘周期后，到達t2，此刻，若前面的8個周期都是低電平，則認為檢測到了起始脈沖。否則就認為是干擾，重新檢測。

3. 在檢測到起始位后，再計數(shù)16個采樣時鐘周期就到達了第一個數(shù)據(jù)位的時間中間點t3,在此刻采樣數(shù)據(jù)并進行保存。

4. 然后再經(jīng)過16個周期，就是第二個數(shù)據(jù)位的時間中間點，在此時刻進行采樣；然后，再經(jīng)過16個周期，就是第三個數(shù)據(jù)位的時間中間點, 在此時刻進行采樣…..一直這樣采樣，直到把所有的數(shù)據(jù)位采樣完畢。

審核編輯：劉清