UART là giao thức truyền thông nối tiếp trên lớp vật lý bao gồm chuẩn RS232 hỗ trợ điểm-điểm và chuẩn RS485 hỗ trợ đa điểm được quản lí bởi Hội Công Nghiệp Điện Tử EIA. Những chuẩn truyền thông trên quy định nhiều thành phần của giao diện nối tiếp bao gồm mức điện áp, chuẩn đấu nối, chân ra, chiều dài dây, thứ tự bit, tốc độ bit giữa các thiết bị.
Truyền dữ liệu không đồng bộ bao gồm đường truyền dữ liệu (Tx) và đường nhận dữ liệu (Rx) và không có xung CK. Không còn phân biệt chủ (Master) và tớ (Slave) - các hệ thống ngang cấp. Mỗi xung CK là một bit dữ liệu được truyền đi. Để truyền được dữ liệu thì mỗi hệ thống phải có một mạch dao động tạo xung CK, hai hệ thống sẽ có hai mạch giao động độc lập nhưng phải có cùng tần số hay cùng tốc độ[2].
Hình 2.26. Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ (USART)
Để duy trì sự đồng bộ giữa bộ truyền và nhận, trong một khung dữ liệu chèn các bit start vào đầu và bit stop vào cuối mỗi byte dữ liệu trong một chuỗi dữ liệu truyền đi.
cách lấy mẫu từ đường nhận dữ liệu (Rx) với xung nhịp nội. Khi bit start được xác định, thiết bị thu biết rằng quá trình truyền đã bắt đầu và cần dịch chuỗi bit nối tiếp. Quá trình truyền và nhận phải tuân theo một tốc độ bit chung được xác định trước khi quá trình truyền thông bắt đầu, nếu không thì thiết bị nhận sẽ giải mã sai dữ liệu thu được.
Truyền thông nối tiếp USART được sử dụng cho phương thức truyền song công để giao tiếp giữa bộ nhận và bộ truyền. Lúc này, phần cứng của bộ vi điều khiển cần được trang bị độc lập cả bộ truyền và bộ nhận riêng biệt. Khi kết nối các thành phần sử dụng chuẩn truyền thông nối tiếp để đảm bảo các thông số truyền thông giữa máy phát và máy thu giống nhau. Cả mấy phát và máy thu cần được thiết lập cùng tốc độ Baud, cùng số bit bắt đầu và kết thúc, tính chẵn lẻ, phân cực, mức điện áp,…