C
嵌入式 UART 协议面试题及参考答案
通用异步收发传输器（UART）是嵌入式系统常用的串行通信接口，负责并行与串行数据转换。内容详细解析了 UART 通信原理，包括波特率、校验位、停止位等关键参数，并列举了嵌入式开发中的典型面试题，涵盖硬件接线、流控制、驱动模式（轮询与中断）等内容，配合 C 语言代码示例，提供完整的协议理解与面试准备指南。
通用异步收发传输器（UART）是嵌入式系统常用的串行通信接口，负责并行与串行数据转换。内容详细解析了 UART 通信原理，包括波特率、校验位、停止位等关键参数，并列举了嵌入式开发中的典型面试题，涵盖硬件接线、流控制、驱动模式（轮询与中断）等内容，配合 C 语言代码示例，提供完整的协议理解与面试准备指南。
UART 即通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），是一种广泛应用于嵌入式系统的串行通信接口。它为不同设备之间的数据传输提供了一种简单且高效的方式，在微控制器、计算机主板以及各种电子设备中都能看到其身影。
从功能角度来看，UART 主要负责处理串行数据的发送和接收。在发送数据时，它会将并行数据转换为串行数据，逐位通过传输线发送出去；而在接收数据时，则把接收到的串行数据重新转换为并行数据，供设备内部使用。这种并行 - 串行和串行 - 并行的转换功能，使得 UART 能够适配不同设备之间的数据传输需求。
在硬件层面，UART 通常以芯片或集成电路的形式存在，集成在微控制器或其他设备中。它一般具有两根数据线，即发送线（TX）和接收线（RX），通过这两根线就可以实现全双工通信，意味着设备可以同时进行数据的发送和接收。
UART 的应用场景十分广泛。在工业控制领域，它可以用于连接传感器、执行器等设备，实现数据的采集和控制指令的传输；在通信设备中，如调制解调器、蓝牙模块等，UART 也发挥着重要作用，负责与其他设备进行数据交互。此外，在消费电子领域如智能手表、智能家居网关等设备中，UART 也常用于调试日志输出或与主控芯片进行底层配置交互。
在实际开发中，理解以下参数至关重要：
答： 最基本的 UART 通信只需要两根信号线：TX（发送）和 RX（接收）。连接时需要交叉连接，即设备的 TX 接对方的 RX，设备的 RX 接对方的 TX。如果涉及流控制，可能还需要 RTS 和 CTS 线，但在大多数简单应用中仅使用 TX/RX。
答： 波特率是指每秒钟传输的二进制位数。UART 是异步通信，没有时钟信号同步，因此接收方必须依靠预设的波特率来采样发送方的数据位。如果波特率不一致，采样点会偏移，导致数据解析错误。
答： 支持。硬件流控制通常使用 RTS（请求发送）和 CTS（清除发送）引脚。当接收缓冲区即将溢出时，接收方拉低 CTS 信号通知发送方暂停发送。软件流控制则使用 XON/XOFF 字符序列。
答：
答： 通常需要配置 GPIO 复用功能为 UART 模式，设置波特率发生器分频系数，配置数据位、停止位和校验位，最后使能 UART 外设。以下是一个基于 STM32 的示例框架：
void UART_Init(void) {
// 1. 开启 GPIO 和 USART 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
// 2. 配置 TX 为复用推挽输出，RX 为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 3. 配置 USART 参数
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 4. 使能串口
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
UART 作为嵌入式系统中最基础的通信协议之一，掌握其原理、参数配置及驱动实现是嵌入式工程师的基本功。面试中常考察对异步通信机制的理解以及实际调试能力。建议开发者多动手实践，结合示波器分析波形，深入理解时序关系。
微信公众号「极客日志」，在微信中扫描左侧二维码关注。展示文案：极客日志 zeeklog
将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online
将字符串、文件或图像转换为其 Base64 表示形式。 在线工具，Base64 文件转换器在线工具，online
将 Markdown（GFM）转为 HTML 片段，浏览器内 marked 解析；与 HTML转Markdown 互为补充。 在线工具，Markdown转HTML在线工具，online
将 HTML 片段转为 GitHub Flavored Markdown，支持标题、列表、链接、代码块与表格等；浏览器内处理，可链接预填。 在线工具，HTML转Markdown在线工具，online
通过删除不必要的空白来缩小和压缩JSON。 在线工具，JSON 压缩在线工具，online
将JSON字符串修饰为友好的可读格式。 在线工具，JSON美化和格式化在线工具，online