通用異步收發傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常稱作UART，是一種異步收發傳輸器，是電腦硬件的一部分。它將要傳輸的資料在串行通信與并行通信之間加以轉換。作為把并行輸入信號轉成串行輸出信號的芯片，UART通常被集成于其他通訊接口的連結上。

　　具體實物表現為獨立的模塊化芯片，或作為集成于微處理器中的周邊設備。一般是RS-232C規格的，與類似Maxim的MAX232之類的標準信號幅度變換芯片進行搭配，作為連接外部設備的接口。在UART上追加同步方式的序列信號變換電路的產品，被稱為USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。

　　計算機內部采用并行數據，不能直接把數據發到Modem，必須經過UART整理才能進行異步傳輸，其過程為：CPU先把準備寫入串行設備的數據放到UART的寄存器（臨時內存塊）中，再通過FIFO（First Input First Output，先入先出隊列）傳送到串行設備，若是沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。它是用于控制計算機與串行設備的芯片。有一點要注意的是，它提供了RS-232C數據終端設備接口，這樣計算機就可以和調制解調器或其它使用RS-232C接口的串行設備通信了。

　　作為接口的一部分，UART還提供以下功能：將由計算機內部傳送過來的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來的串行數據轉換為字節，供計算機內部并行數據的器件使用。在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位，并對從外部接收的數據流進行奇偶校驗。在輸出數據流中加入啟停標記，并從接收數據流中刪除啟停標記。處理由鍵盤或鼠標發出的中斷信號（鍵盤和鼠標也是串行設備）。可以處理計算機與外部串行設備的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數據的緩沖區，比較新的UART是16550，它可以在計算機需要處理數據前在其緩沖區內存儲16字節數據，而通常的UART是8250。如果您購買一個內置的調制解調器，此調制解調器內部通常就會有16550 UART。

　　經常遇到初學者，對單片機串行通訊出了問題不知道如何辦的情況。其實最有效的調試方法是用示波器觀察收發數據的波形。本文通過對異步串行數據格式的分析，闡述通過波形分析方法調試UART數據收發的原理和方法。通過觀察波形可以確定以下情況：

　　1. 是否有數據接收或發送；

　　2. 數據是否正確；

　　3. 波特率是否正確

　　一、 串行數據的格式

　　異步串行數據的一般格式是：起始位+數據位+停止位，其中起始位1 位，數據位可以是5、6、7、8位，停止位可以是1、1.5、2位。

　　起始位是一個值為0的位，所以對于正邏輯的TTL電平，起始位是一位時間的低電平；停止位是值為1的位，所以對于正邏輯的TTL電平，停止位是高電平。對于負邏輯（如RS-232電平）則相反。

　　例如，對于16進制數據55aaH，當采用8位數據位、1位停止位傳輸時，它在信號線上的波形如圖1（TTL電平）和圖2（RS-232電平）所示：

　　二、 根據波形圖計算波特率

　　如圖3是圖1在示波器中的顯示示意，其中灰色線是示波器的時間分度線，此時假設是200ms/格。

　　可以看了，第一個字節的10位（1位起始位，8位數據位和1位停止位）共占約1.05ms，這樣可計算出其波特率約為：10bit / 1.05ms X 1000 ≈ 9600 bit/s

　　如果上圖中的時間軸是100ms/格，同樣可以計算出波特率應是19200bit/s。

　　當通訊不正常，又能觀察到波形時，就可根據上述方法，從波形圖計算一下波特率是否正確。

　　三、 根據波形圖判斷RS-485收發數據的正確與否

　　RS-485是一種半雙工的串行通訊方式，485電平芯片所以要正確接收和發送數據，必需保證控制信號和數據的同步，否則要么發送數據丟失，要么接收數據可能丟失。

　　RS-485發送數據時的正確時序如圖4所示。

　　在圖4中，發送控制信號的寬度基本與數據信號的寬度一致，所以能保證發送數據的正確和發送后及時轉為接收。

　　圖5 和圖6 分別是控制信號太短和控制信號太長的情況。

　　在圖5中，由于控制信號關閉過早，則第二個字節的后兩位將發送錯誤；在圖6中，由于控制信號關閉過遲，使485芯片在發送數據后，不能及時轉到接收狀態，此時總線若有數據過來，則本單元將不能正確接收。

　　總結：只要掌握上述波形分析方法，任何異步串行數據的接收和發送問題，基本都可以得到解決。