Ak si pamätáme staré časti počítača ako tlačiareň, myš, klávesnica je spojená s pomocou konektorov. Komunikačný proces medzi počítačom a týmito časťami sa mohol uskutočňovať pomocou UART. Universal Serial Bus (USB) zmenil všetky druhy komunikačných princípov na počítačoch. Vo vyššie deklarovaných aplikáciách sa ale stále používa UART. Približne všetky typy mikrokontrolérov architektúry majú zabudovaný hardvér UART kvôli sériovej komunikácii a na komunikáciu používajú iba dva káble. Tento článok pojednáva o tom, čo UART, Ako funguje UART, rozdiel medzi sériovou a paralelnou komunikáciou, Bloková schéma UART , UART komunikácia, UART prepojenie, aplikácie, výhody a nevýhody.
Čo je UART?
The Plný formulár UART je „univerzálny asynchrónny prijímač / vysielač“ a je to zabudovaný integrovaný obvod v mikrokontroléri, ale nie ako komunikačný protokol (I2C a SPI). Hlavnou funkciou UART je sériová dátová komunikácia. V UART možno komunikáciu medzi dvoma zariadeniami uskutočňovať dvoma spôsobmi, a to sériovou dátovou komunikáciou a paralelnou dátovou komunikáciou.
UART
Sériová a paralelná komunikácia
Pri sériovej dátovej komunikácii je možné údaje prenášať prostredníctvom jediného kábla alebo linky po bitoch a vyžaduje to iba dva káble. Sériová dátová komunikácia nie je nákladná v porovnaní s paralelnou komunikáciou. Vyžaduje oveľa menej obvodov, ako aj vodičov. Táto komunikácia je teda veľmi užitočná v zložených obvodoch v porovnaní s paralelnou komunikáciou.
Pri paralelnej dátovej komunikácii je možné údaje prenášať viacerými káblami naraz. Paralelná dátová komunikácia je nákladná a veľmi rýchla, pretože vyžaduje ďalší hardvér a káble. Najlepším príkladom tejto komunikácie sú staré tlačiarne, PCI, RAM atď.
Paralelná komunikácia
Bloková schéma UART
Bloková schéma UART sa skladá z dvoch komponentov, konkrétne z vysielača a prijímača, ktoré sú uvedené nižšie. Vysielacia sekcia obsahuje tri bloky, a to prenos pozastaveného registra, posuvný register a tiež riadiacu logiku. Rovnako sekcia prijímača obsahuje register príjmu, zadržania, posuvný register a riadiacu logiku. Tieto dve sekcie bežne poskytuje generátor prenosovej rýchlosti. Tento generátor sa používa na generovanie rýchlosti, keď vysielacia sekcia a prijímacia sekcia musia vysielať alebo prijímať dáta.
Register zadržania vo vysielači obsahuje dátový bajt, ktorý sa má vysielať. Posunové registre vo vysielači a prijímači posúvajú bity doprava alebo doľava, kým sa neprenáša alebo neprijíma bajt dát. Logika riadenia čítania (alebo) sa používa na zisťovanie, kedy sa má čítať alebo zapisovať.
Generátor prenosovej rýchlosti medzi vysielačom a prijímačom generuje rýchlosť v rozmedzí od 110 bps do 230 400 bps. Prenosová rýchlosť mikrokontrolérov je zvyčajne 9600 až 115200.
Bloková schéma UART
Komunikácia UART
V tejto komunikácii sú k dispozícii dva typy UART, a to vysielanie UART a príjem UART a komunikácia medzi týmito dvoma sa môže uskutočňovať priamo navzájom. K tomu sú potrebné iba dva káble na komunikáciu medzi dvoma UART. Tok údajov bude z oboch vysielacích (Tx) a prijímacích (Rx) kolíkov UART. V UART sa dá dátový prenos z Tx UART na Rx UART vykonať asynchrónne (na synchronizáciu bitov o / p neexistuje žiadny signál CLK).
Dátový prenos UART je možné vykonať pomocou dátovej zbernice vo forme paralelne s inými zariadeniami, ako je mikrokontrolér, pamäť, procesor atď. Po prijatí paralelných údajov zo zbernice vytvorí dátový paket pridaním troch bitov ako štart, stop a parita. Číta dátový paket bit po bite a prevádza prijaté dáta do paralelnej formy na elimináciu troch bitov dátového paketu. Na záver možno povedať, že dátový paket prijatý UART sa prenáša paralelne k dátovej zbernici na prijímacom konci.
Komunikácia UART
Počiatočný bit
Počiatočný bit je tiež známy ako synchronizačný bit, ktorý sa umiestňuje pred skutočné údaje. Neaktívne dátové prenosové vedenie je vo všeobecnosti riadené na úrovni vysokého napätia. Na zahájenie dátového prenosu UART prenos tiahne dátovú linku z vysokej úrovne napätia (1) na nízku úroveň napätia (0). Získanie UART si všimne túto transformáciu z vysokej úrovne na nízku úroveň cez dátovú linku a začne chápať skutočné dáta. Spravidla existuje iba jeden začiatočný bit.
Stop Bit
Stop bit je umiestnený na konci dátového paketu. Zvyčajne je tento bit 2-bitový dlhý, ale často sa využíva iba bit. Na zastavenie vysielania je potrebné UART udržuje dátovú linku na vysokom napätí.
Paritný bit
Paritný bit umožňuje prijímaču skontrolovať, či sú zhromaždené údaje správne alebo nie. Jedná sa o nízkoúrovňový systém na kontrolu chýb a paritný bit je k dispozícii v dvoch rozsahoch, napríklad párna parita alebo nepárna parita. Tento bit nie je v skutočnosti veľmi používaný, takže nie je povinný.
Dátové bity alebo dátový rámec
Dátové bity zahŕňajú skutočné dáta prenášané od odosielateľa k príjemcovi. Dĺžka dátového rámca môže byť medzi 5 a 8. Ak sa paritný bit nepoužíva, môže byť dĺžka dátového rámca 9-bitová. Spravidla je LSB dát, ktoré sa majú preniesť ako prvé, potom je na prenos veľmi užitočná.
Rozhranie UART
Nasledujúci obrázok zobrazuje rozhranie UART s rozhraním mikrokontrolér . Komunikácia UART sa môže uskutočňovať pomocou troch signálov ako TXD, RXD a GND.
Pomocou toho môžeme vystaviť text v osobnom počítači z dosky mikrokontroléra 8051, ako aj z modulu UART. Na doske 8051 sú dve sériové rozhrania ako UART0 a UART1. Tu sa používa rozhranie UART0. Pin Tx prenáša informácie do PC a pin Rx prijíma informácie z PC. Prenosovú rýchlosť je možné použiť na označenie rýchlostí mikrokontroléra aj počítača. Prenos a príjem dát je možné vykonať správne, ak sú prenosové rýchlosti mikrokontroléra aj počítača podobné.
Rozhranie UART
Aplikácie UART
UART sa bežne používa v mikrokontroléroch pre presné požiadavky a sú tiež dostupné v rôznych komunikačných zariadeniach bezdrôtová komunikácia , Jednotky GPS, Bluetooth modul a mnoho ďalších aplikácií.
Komunikačné štandardy ako RS422 a TIA sa používajú v UART okrem RS232. UART je zvyčajne samostatný IC používaný v Sériová komunikácia UART.
Výhody a nevýhody UART
Medzi výhody a nevýhody UART patria nasledujúce
- Na dátovú komunikáciu vyžaduje iba dva vodiče
- Signál CLK sa nevyžaduje.
- Obsahuje paritný bit umožňujúci skontrolovať chyby
- Usporiadanie dátového paketu je možné upraviť, pretože sú preň usporiadané obidva povrchy
- Veľkosť dátového rámca je maximálne 9 bitov
- Nedrží niekoľko podradených (alebo) nadradených systémov
- Každá prenosová rýchlosť UART by mala byť vzájomne v 10%
Toto je teda všetko o prehľade Univerzálny vysielač asynchrónneho prijímača (UART) je jedným zo základných rozhraní, ktoré poskytuje jednoduchú, nákladovo efektívnu a konzistentnú komunikáciu medzi mikrokontrolérom aj počítačom. Tu je otázka pre vás, čo sú Piny UART ?
