Pokud si pamatujeme staré součásti počítače, jako je tiskárna, myš, klávesnice je spojena s pomocí konektorů. Proces komunikace mezi počítačem a těmito částmi lze provádět pomocí UART. Universal Serial Bus (USB) změnil všechny druhy komunikačních principů na počítačích. Ve výše deklarovaných aplikacích se ale stále používá UART. Přibližně všechny typy mikrokontroléru architektury mají vestavěný hardware UART kvůli sériové komunikaci a pro komunikaci používají pouze dva kabely. Tento článek pojednává o tom, co UART, Jak funguje UART, rozdíl mezi sériovou a paralelní komunikací, Blokové schéma UART „Komunikace UART, rozhraní UART, aplikace, výhody a nevýhody.
Co je UART?
The Plný formulář UART je „Universal Asynchronous Receiver / Transmitter“ a je to vestavěný IC v mikrokontroléru, ale ne jako komunikační protokol (I2C a SPI). Hlavní funkcí UART je sériová datová komunikace. V UART lze komunikaci mezi dvěma zařízeními provádět dvěma způsoby, a to sériovou datovou komunikací a paralelní datovou komunikací.
UART
Sériová a paralelní komunikace
Při sériové datové komunikaci lze data přenášet jediným kabelem nebo linkou v bitové formě a vyžaduje to pouze dva kabely. Sériová datová komunikace není ve srovnání s paralelní komunikací nákladná. Vyžaduje mnohem méně obvodů i vodičů. Tato komunikace je tedy velmi užitečná ve složených obvodech ve srovnání s paralelní komunikací.
V paralelní datové komunikaci lze data přenášet více kabely najednou. Paralelní datová komunikace je nákladná a také velmi rychlá, protože vyžaduje další hardware a kabely. Nejlepším příkladem této komunikace jsou staré tiskárny, PCI, RAM atd.
Paralelní komunikace
Blokové schéma UART
Blokové schéma UART se skládá ze dvou složek, jmenovitě vysílače a přijímače, které jsou uvedeny níže. Vysílací sekce obsahuje tři bloky, jmenovitě vysílat přidržovací registr, posuvný registr a také řídicí logiku. Podobně sekce přijímače obsahuje registr přídržného záznamu, posuvný registr a řídicí logiku. Tyto dvě sekce jsou běžně poskytovány generátorem přenosové rychlosti. Tento generátor se používá pro generování rychlosti, když vysílací sekce a přijímací sekce musí vysílat nebo přijímat data.
Registr zadržení ve vysílači obsahuje datový bajt, který má být vysílán. Posuvné registry ve vysílači a přijímači přesouvají bity doprava nebo doleva, dokud není vyslán nebo přijat bajt dat. Logika řízení čtení (nebo) zápisu se používá k určení, kdy se má číst nebo zapisovat.
Generátor přenosové rychlosti mezi vysílačem a přijímačem generuje rychlost v rozsahu od 110 bps do 230 400 bps. Přenosová rychlost mikrokontrolérů je obvykle 9600 až 115200.
Blokové schéma UART
Komunikace UART
V této komunikaci jsou k dispozici dva typy UART, jmenovitě vysílací UART a přijímající UART a komunikaci mezi těmito dvěma lze provádět přímo navzájem. K tomu jsou zapotřebí pouze dva kabely pro komunikaci mezi dvěma UART. Tok dat bude z vysílacích (Tx) i přijímacích (Rx) kolíků UART. V UART lze datový přenos z Tx UART do Rx UART provádět asynchronně (pro synchronizaci bitů o / p neexistuje žádný signál CLK).
Přenos dat UART lze provést pomocí datové sběrnice ve formě paralelně jinými zařízeními, jako je mikrokontrolér, paměť, CPU atd. Po přijetí paralelních dat ze sběrnice vytvoří datový paket přidáním tří bitů jako start, stop a parita. Čte datový paket bit po bitu a převádí přijatá data do paralelní formy, aby eliminoval tři bity datového paketu. Závěrem lze říci, že datový paket přijímaný UART se přenáší paralelně k datové sběrnici na přijímacím konci.
Komunikace UART
Počáteční bit
Start-bit je také známý jako synchronizační bit, který je umístěn před skutečnými daty. Neaktivní datové přenosové vedení je obecně řízeno na úrovni vysokého napětí. Za účelem zahájení datového přenosu táhne UART přenos datovou linku z úrovně vysokého napětí (1) na úroveň nízkého napětí (0). Získání UART si všimne této transformace z vysoké úrovně na nízkou úroveň přes datovou linku a začne chápat skutečná data. Obecně existuje pouze jeden počáteční bit.
Stop Bit
Stop bit je umístěn na konci datového paketu. Obvykle je tento bit 2 bity dlouhý, ale často se používá pouze na bit. Chcete-li zastavit vysílání, UART udržuje datovou linku na vysokém napětí.
Paritní bit
Paritní bit umožňuje přijímači ověřit, zda jsou shromážděná data správná nebo ne. Jedná se o nízkoúrovňový systém pro kontrolu chyb a paritní bit je k dispozici ve dvou rozsazích, jako je sudá parita a lichá parita. Ve skutečnosti tento bit není široce používán, takže není povinný.
Datové bity nebo datový rámec
Datové bity zahrnují skutečná data přenášená od odesílatele k příjemci. Délka datového rámce může být mezi 5 a 8. Pokud se paritní bit nepoužívá, může být délka datového rámce 9 bitů dlouhá. Obecně platí, že LSB dat, která se mají přenášet jako první, je pro přenos velmi užitečná.
Rozhraní UART
Následující obrázek ukazuje rozhraní UART s mikrokontrolér . Komunikaci UART lze provádět pomocí tří signálů, jako jsou TXD, RXD a GND.
Tímto způsobem můžeme vystavit text v osobním počítači z desky mikrokontroléru 8051 i modulu UART. Na desce 8051 jsou dvě sériová rozhraní, například UART0 a UART1. Zde se používá rozhraní UART0. Pin Tx přenáší informace do PC a Rx pin přijímá informace z PC. Přenosovou rychlost lze použít k označení rychlostí mikrokontroléru i počítače. Přenos a příjem dat lze provést správně, pokud jsou přenosové rychlosti mikrokontroléru i počítače podobné.
Rozhraní UART
Aplikace UART
UART se běžně používá v mikrokontrolérech pro přesné požadavky a tyto jsou také k dispozici v různých komunikačních zařízeních, jako je bezdrátová komunikace , Jednotky GPS, Bluetooth modul a mnoho dalších aplikací.
Komunikační standardy jako RS422 a TIA se používají v UART kromě RS232. UART je obvykle samostatný IC používaný v Sériová komunikace UART.
Výhody a nevýhody UART
Výhody a nevýhody UART zahrnují následující
- Pro datovou komunikaci vyžaduje pouze dva vodiče
- Signál CLK není vyžadován.
- Obsahuje paritní bit umožňující kontrolu chyb
- Uspořádání datového paketu lze upravit, protože jsou pro něj uspořádány oba povrchy
- Velikost datového rámce je maximálně 9 bitů
- Nedrží několik podřízených (nebo) hlavních systémů
- Každá přenosová rychlost UART by měla být navzájem v 10%
Jedná se tedy o přehled Univerzální vysílač asynchronního přijímače (UART) je jedno ze základních rozhraní, které poskytuje jednoduchou, nákladově efektivní a konzistentní komunikaci mezi mikrokontroléry i PC. Zde je otázka, co jsou Kolíky UART ?
