Wie bei den meisten digitalen Systemen entspricht ein „hoher“ Spannungspegel einer logischen „1“ und ein „niedriger“ Spannungspegel einer logischen „0“. Da das UART-Protokoll keine spezifischen Spannungen oder Spannungsbereiche für diese Pegel angibt, wird High bisweilen als „Mark“ bzw. Low als „Space“ bezeichnet. Beachten Sie, dass die Leitung im Ruhezustand (es werden keine Daten übertragen) einen High-Pegel aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Erkennung, falls eine Leitung oder ein Sender beschädigt ist.
Start- und Stoppbits
Da UART asynchron arbeitet, muss der Sender signalisieren, dass Datenbits folgen. Dies geschieht mithilfe des Startbits. Das Startbit ist ein Übergang vom Ruhezustand High in den Low-Zustand. Danach folgen unmittelbar die Nutzdatenbits.
Nach den Datenbits kennzeichnet das Stoppbit das Ende der Nutzdaten. Das Stoppbit ist entweder ein Übergang zurück in den High- oder Ruhezustand oder es verbleibt für eine zusätzliche Bitzeit im High-Zustand. Es lässt sich ein zweites (optionales) Stoppbit konfigurieren, normalerweise um dem Empfänger Zeit für den nächsten Rahmen zu gewähren. In der Praxis ist dies aber unüblich.
Datenbits
Die Datenbits sind die Nutzdaten oder „nützlichen“ Bits und folgen unmittelbar nach dem Startbit. Zwischen 5 und 9 Nutzdatenbits sind möglich, obgleich meistens 7 oder 8 Bits verwendet werden. Diese Daten werden normalerweise mit dem niedrigstwertigen Bit (Least Significant Bit, LSB) zuerst übertragen.
Beispiel:
Wenn wir den Großbuchstaben „S“ in 7-bit-ASCII senden wollen, lautet die Bitfolge 1 0 1 0 0 1 1. Zuerst invertieren wir die Bitreihenfolge vor dem Senden, um die LSB-Reihenfolge einzuhalten. Damit ergibt sich die Bitfolge 1 1 0 0 1 0 1. Nachdem das letzte Datenbit gesendet wurde, wird das Ende des Rahmens mit dem Stoppbit eingeleitet und die Leitung nimmt wieder den Ruhezustand ein.
- „S“ (0x52) in 7-bit ASCII = 1 0 1 0 0 1 1
- LSB-Reihenfolge = 1 1 0 0 1 0 1
