Jeśli pamiętamy stare części komputerowe, takie jak drukarka, mysz, klawiatura jest kojarzona za pomocą złączy. Proces komunikacji między komputerem a tymi częściami można przeprowadzić za pomocą UART. Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) zmieniła wszystkie zasady komunikacji na komputerach. Ale UART jest nadal używany w wyżej zadeklarowanych aplikacjach. W przybliżeniu wszystko rodzaje mikrokontrolerów architektury mają wbudowany sprzęt UART ze względu na komunikację szeregową i używają tylko dwóch kabli do komunikacji. W tym artykule omówiono, co UART, Jak działa UART, różnica między komunikacją szeregową i równoległą, Schemat blokowy UART , Komunikacja UART, interfejs UART, aplikacje, zalety i wady.
Co to jest UART?
Plik Pełny formularz UART to „Universal Asynchronous Receiver / Transmitter” i jest to układ scalony wbudowany w mikrokontroler, ale nie podobny do protokołu komunikacyjnego (I2C i SPI). Główną funkcją UART jest szeregowa komunikacja danych. W UART komunikacja między dwoma urządzeniami może odbywać się na dwa sposoby, mianowicie poprzez szeregową komunikację danych i równoległą komunikację danych.
UART
Komunikacja szeregowa i równoległa
W przypadku komunikacji szeregowej dane mogą być przesyłane bitowo po jednym kablu lub linii i wymagają tylko dwóch kabli. Szeregowa komunikacja danych nie jest droga w porównaniu z komunikacją równoległą. Wymaga bardzo mniej obwodów i przewodów. Dlatego ta komunikacja jest bardzo użyteczna w obwodach złożonych w porównaniu z komunikacją równoległą.
W przypadku równoległej transmisji danych dane mogą być przesyłane jednocześnie wieloma kablami. Równoległa komunikacja danych jest kosztowna i bardzo szybka, ponieważ wymaga dodatkowego sprzętu i kabli. Najlepszymi przykładami takiej komunikacji są stare drukarki, PCI, RAM itp.
Komunikacja równoległa
Schemat blokowy UART
Schemat blokowy UART składa się z dwóch elementów, a mianowicie nadajnika i odbiornika, które pokazano poniżej. Sekcja nadajnika zawiera trzy bloki, mianowicie rejestr zatrzymania transmisji, rejestr przesuwny, a także logikę sterującą. Podobnie, sekcja odbiornika zawiera rejestr wstrzymania odbioru, rejestr przesuwny i logikę sterowania. Te dwie sekcje są zwykle dostarczane przez generator szybkości transmisji. Ten generator jest używany do generowania prędkości, gdy sekcja nadajnika i sekcja odbiornika muszą przesyłać lub odbierać dane.
Rejestr wstrzymania w nadajniku zawiera bajt danych do przesłania. Rejestry przesuwne w nadajniku i odbiorniku przesuwają bity w prawo lub w lewo do momentu przesłania lub odebrania bajtu danych. Logika sterowania odczytem (lub) zapisem służy do informowania, kiedy należy czytać lub pisać.
Generator szybkości transmisji pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem generuje prędkość w zakresie od 110 bps do 230400 bps. Zwykle szybkości transmisji mikrokontrolerów wynoszą od 9600 do 115200.
Schemat blokowy UART
Komunikacja UART
W tej komunikacji dostępne są dwa typy UART, mianowicie transmitujące UART i odbierające UART, a komunikacja między tymi dwoma może być wykonywana bezpośrednio przez siebie. W tym celu do komunikacji między dwoma UART potrzebne są tylko dwa kable. Przepływ danych będzie pochodził zarówno z pinów nadawczych (Tx), jak i odbiorczych (Rx) w UART. W UART transmisja danych z Tx UART do Rx UART może odbywać się asynchronicznie (brak sygnału CLK do synchronizacji bitów o / p).
Transmisja danych UART może odbywać się za pomocą magistrali danych w postaci równoległej przez inne urządzenia takie jak mikrokontroler, pamięć, procesor itp. Po odebraniu danych równoległych z magistrali tworzy pakiet danych dodając trzy bity jak start, stop i parzystość. Odczytuje pakiet danych bit po bicie i konwertuje odebrane dane na postać równoległą, aby wyeliminować trzy bity pakietu danych. Podsumowując, pakiet danych odebrany przez UART jest przesyłany równolegle do szyny danych na końcu odbiorczym.
Komunikacja UART
Start Bit
Bit początkowy jest również nazywany bitem synchronizacji, który jest umieszczany przed rzeczywistymi danymi. Generalnie nieaktywna linia transmisji danych jest kontrolowana na poziomie wysokiego napięcia. Aby rozpocząć transmisję danych, transmisja UART przeciąga linię danych z wysokiego poziomu napięcia (1) do niskiego poziomu (0). Uzyskanie UART zauważa, że zmienia się on z poziomu wysokiego na niski na linii danych, a także zaczyna rozumieć rzeczywiste dane. Zwykle jest tylko jeden bit początkowy.
Stop Bit
Bit stopu jest umieszczony na końcu pakietu danych. Zwykle ten bit jest 2-bitowy, ale często jest używany tylko na bicie. Aby zatrzymać transmisję, plik UART utrzymuje linię danych pod wysokim napięciem.
Bit parzystości
Bit parzystości pozwala odbiornikowi upewnić się, czy zebrane dane są prawidłowe, czy nie. Jest to niskopoziomowy system sprawdzania błędów, a bit parzystości jest dostępny w dwóch zakresach, takich jak Even Parity oraz Odd Parity. W rzeczywistości ten bit nie jest powszechnie używany, więc nie jest obowiązkowy.
Bity danych lub ramka danych
Bity danych obejmują rzeczywiste dane przekazywane od nadawcy do odbiorcy. Długość ramki danych może wynosić od 5 do 8. Jeśli bit parzystości nie jest używany, wówczas długość ramki danych może wynosić 9 bitów. Ogólnie rzecz biorąc, LSB danych, które mają być przesłane jako pierwsze, jest bardzo przydatne do transmisji.
Interfejs UART
Poniższy rysunek przedstawia interfejs UART mikrokontroler . Komunikacja UART może odbywać się za pomocą trzech sygnałów, takich jak TXD, RXD i GND.
Dzięki temu możemy wyświetlić tekst w komputerze osobistym z płytki mikrokontrolera 8051 oraz z modułu UART. Na płycie 8051 są dwa interfejsy szeregowe, takie jak UART0 i UART1. Tutaj używany jest interfejs UART0. Pin Tx przesyła informacje do komputera, a pin Rx odbiera informacje z komputera. Szybkość transmisji można wykorzystać do określenia prędkości zarówno mikrokontrolera, jak i komputera. Transmisja i odbiór danych można przeprowadzić prawidłowo, gdy szybkości transmisji zarówno mikrokontrolera, jak i komputera są podobne.
Interfejs UART
Zastosowania UART
UART jest zwykle używany w mikrokontrolerach dla dokładnych wymagań i są one również dostępne w różnych urządzeniach komunikacyjnych, takich jak komunikacja bezprzewodowa , Jednostki GPS, Moduł Bluetooth i wiele innych aplikacji.
Standardy komunikacyjne, takie jak RS422 i TIA, są używane w UART, z wyjątkiem RS232. Zwykle UART jest oddzielnym układem scalonym używanym w Komunikacja szeregowa UART.
Zalety i wady UART
Zalety i wady UART są następujące
- Wymaga tylko dwóch przewodów do transmisji danych
- Sygnał CLK nie jest wymagany.
- Zawiera bit parzystości umożliwiający sprawdzenie błędów
- Układ pakietu danych można modyfikować, ponieważ obie powierzchnie są do tego przystosowane
- Rozmiar ramki danych to maksymalnie 9 bitów
- Nie zawiera kilku systemów slave (lub) master
- Każda szybkość transmisji UART powinna wynosić 10% od siebie
W związku z tym chodzi o przegląd Uniwersalny asynchroniczny nadajnik odbiorczy (UART) to jeden z podstawowych interfejsów, który zapewnia prostą, ekonomiczną i spójną komunikację między mikrokontrolerem a komputerem. Oto pytanie dla ciebie, czym są Piny UART ?
