Come per la maggior parte dei sistemi digitali, un livello di tensione “alto” è utilizzato per indicare un “1” logico e un livello di tensione “basso” è utilizzato per indicare uno “0” logico. Poiché il protocollo UART non definisce tensioni o intervalli di tensione specifici per questi livelli, a volte il livello alto è anche chiamato “impulso positivo” o "mark) mentre quello basso è chiamato “spazio”, o "space". Notare che nello stato di inattività (dove non sono trasmessi dati), la linea è tenuta alta. Questo permette un facile rilevamento di una linea o di un trasmettitore danneggiati.
Bit di inizio e di stop
Poiché l'interfaccia UART è asincrona, il trasmettitore deve segnalare che i bit di dati stanno arrivando. Ciò viene realizzato utilizzando il bit di inizio (start bit). Il bit di inizio è una transizione dallo stato alto inattivo a uno stato basso, e immediatamente seguito da bit di dati utente.
Dopo che i bit di dati sono finiti, il bit di stop (stop bit) indica la fine dei dati utente. Il bit di stop è o una transizione di ritorno allo stato alto o inattivo o la permanenza allo stato alto per un ulteriore tempo di bit. È possibile configurare un secondo (opzionale) bit di stop, di solito per dare al ricevitore il tempo di prepararsi per il prossimo frame, ma questo è poco comune nella pratica.
Bit di dati
I bit di dati sono i dati utente o bit “utili” e vengono immediatamente dopo il bit di inizio. Ci possono essere da 5 a 9 bit di dati utente, anche se 7 o 8 bit sono i più comuni. Questi bit di dati sono di solito trasmessi con il bit meno significativo (LSB) per primo.
Esempio:
Se vogliamo inviare la lettera maiuscola “S” in ASCII a 7 bit, la sequenza di bit è 1 0 1 0 0 1 1. Invertiamo prima l’ordine dei bit per metterli nell’ordine del bit meno significativo, cioè 1 1 0 0 1 0 1, prima di inviarli. Dopo l’invio dell’ultimo bit di dati, il bit di stop è utilizzato per terminare il frame e la linea ritorna allo stato di inattività.
- ’S’ ASCII a 7 bit (0x52) = 1 0 1 0 0 1 1
- Ordine LSB = 1 1 0 0 1 0 1