uart通信中出现乱码，可能的原因是什么 ？

一. 简介

本文来简单学习一下，uart通信过程中出现乱码的原因。

二. uart通信中出现乱码，可能的原因是什么

在 UART（通用异步收发传输器）通信中出现乱码，通常是由于数据传输过程中信号、参数或硬件等方面出现异常导致的。以下是可能的原因及详细解释：

1、波特率不匹配

原理：UART 通信中，发送方和接收方必须使用相同的波特率（数据传输速率，单位为 bps），才能正确解析每一位数据的时间间隔。

乱码原因：若双方波特率不同，接收方会错误判断位周期（如发送方用 9600bps，接收方用 4800bps），导致每一位被拆分成错误的长度，最终解析出乱码。

2、数据格式不一致

UART 数据格式包括数据位、停止位、校验位，双方必须完全一致，否则会导致帧解析错误：

数据位不匹配

数据位是每帧数据中有效数据的位数（常见 5/6/7/8 位）。若发送方用 8 位数据位，接收方用 7 位，接收方会多解析 1 位无效数据，导致后续字节错位。

停止位不匹配

停止位用于标识一帧数据的结束（常见 1/1.5/2 位）。若发送方用 2 位停止位，接收方用 1 位，接收方会提前认为一帧结束，将剩余位误判为下一帧的起始位。

校验位不匹配或校验错误

校验位用于简单的错误检测（奇校验、偶校验、无校验）。若双方校验方式不同（如发送方用偶校验，接收方用奇校验），或数据传输中发生错误导致校验失败，接收方会丢弃数据或解析异常。

3、硬件连接问题

接线错误

UART 通过 TX（发送）、RX（接收）线通信，需交叉连接（发送方 TX 接接收方 RX，接收方 TX 接发送方 RX）。若接线反接（TX 接 TX，RX 接 RX），接收方无法收到有效信号，可能出现乱码或无数据。

地线（GND）未连接：双方参考电平不一致，导致信号电压判断错误（如发送方 0V 为低电平，接收方因无共地，可能将 0V 误判为高电平）。

线路干扰

传输线过长（超过 UART 有效传输距离，通常数米到数十米）、未屏蔽，易受电磁干扰（如附近有电机、强电设备），导致信号波形畸变（高低电平跳变错误），出现比特翻转，解析为乱码。

硬件损坏

串口芯片（如 MAX232、CH340）损坏、单片机或模块的 UART 引脚故障，可能导致发送 / 接收信号异常（如信号幅度不足、波形失真）。

4、时钟稳定性问题

UART 依赖双方的本地时钟生成波特率，时钟精度不足会导致累积误差：

时钟频率偏差过大：若单片机或模块的晶振精度低（如误差超过 ±3%），实际波特率与理论值偏差过大（如标称 9600bps，实际只有 9200bps），长期传输会导致位同步错位，出现周期性乱码。

时钟漂移：温度变化、电压波动导致时钟频率不稳定，尤其在低成本硬件中常见，表现为通信初期正常，一段时间后出现乱码。

5、软件处理问题

接收缓冲区溢出

接收方（如单片机）处理速度慢于发送速度，导致缓冲区数据未及时读取而被覆盖，后续读取时拿到错误的混合数据。

中断或线程冲突

接收中断优先级过低，被其他高优先级任务打断，导致数据接收不完整（如丢失某几位）；或多线程同时操作接收缓冲区，导致数据混乱。

数据解析逻辑错误

软件未正确处理帧同步（如未检测起始位 0）、误将噪声信号当作有效数据，或协议解析错误（如自定义协议中未正确区分帧头 / 帧尾，导致拆包错误）。

6、电源问题

供电电压不稳定（如纹波过大、电压不足）会导致 UART 芯片或模块工作异常，发送 / 接收的信号波形失真（如高电平达不到标准电压，低电平抬升），最终解析出错。

三. 总结与排查建议

乱码问题可按以下步骤排查：

1. 优先检查波特率、数据格式是否完全一致；

2. 确认接线（TX/RX 交叉、GND 连接）和硬件是否正常；

3. 排查信号干扰、电源和时钟稳定性；

4. 最后检查软件缓冲区和解析逻辑。