Dacă ne amintim de piesele vechi ale computerului, cum ar fi imprimanta, mouse-ul, tastatura este asociată cu ajutorul conectorilor. Procesul de comunicare între computer și aceste părți ar putea fi realizat folosind UART. Universal Serial Bus (USB) a schimbat tot felul de principii de comunicare pe computere. Dar, UART este încă utilizat în aplicațiile declarate mai sus. Aproximativ toate tipuri de microcontroler arhitecturile au hardware UART încorporat datorită comunicării seriale și utilizează doar două cabluri pentru comunicare. Acest articol discută despre ceea ce UART, Cum funcționează UART, diferența dintre comunicarea serială și cea paralelă, Diagrama bloc UART , Comunicare UART, interfață UART, aplicații, avantaje și dezavantaje.
Ce este UART?
UART formular complet este „Receptor / emițător asincron universal” și este un IC încorporat într-un microcontroler, dar nu ca un protocol de comunicație (I2C și SPI). Funcția principală a UART este comunicarea în serie a datelor. În UART, comunicarea dintre două dispozitive se poate face în două moduri și anume comunicarea serială a datelor și comunicarea paralelă a datelor.
UART
Comunicare în serie și paralelă
În comunicarea de date seriale, datele pot fi transferate printr-un singur cablu sau linie într-o formă bit-by-bit și necesită doar două cabluri. Comunicarea în serie nu este costisitoare atunci când o comparăm cu comunicarea paralelă. Necesită foarte puține circuite, precum și fire. Astfel, această comunicare este foarte utilă în circuitele compuse comparativ cu comunicarea paralelă.
În comunicarea paralelă a datelor, datele pot fi transferate prin mai multe cabluri simultan. Comunicarea paralelă a datelor este costisitoare și foarte rapidă, deoarece necesită hardware și cabluri suplimentare. Cele mai bune exemple pentru această comunicare sunt imprimantele vechi, PCI, RAM etc.
Comunicare paralelă
Diagrama bloc UART
Diagrama bloc UART constă din două componente și anume emițătorul și receptorul care sunt prezentate mai jos. Secțiunea emițător include trei blocuri și anume registrul de reținere a transmisiei, registrul de schimbare și logica de control. De asemenea, secțiunea receptorului include un registru de reținere a primirii, un registru de schimbare și o logică de control. Aceste două secțiuni sunt furnizate în mod obișnuit de un generator de viteze în baud. Acest generator este utilizat pentru generarea vitezei atunci când secțiunea emițător și secțiunea receptor trebuie să transmită sau să primească datele.
Registrul de reținere din emițător cuprinde octetul de date care trebuie transmis. Registrele de schimb în emițător și receptor mută biții spre dreapta sau spre stânga până când un octet de date este transmis sau primit. O logică de control pentru citire (sau) scriere este utilizată pentru a spune când să citească sau să scrie.
Generatorul de viteze în baud dintre emițător și receptor generează viteza care variază de la 110 bps la 230400 bps. De obicei, ratele de transmisie ale microcontrolerelor sunt de 9600 până la 115200.
Diagrama bloc UART
Comunicare UART
În această comunicare, există două tipuri de UART disponibile și anume transmiterea UART și recepționarea UART, iar comunicarea dintre aceste două poate fi făcută direct una de cealaltă. Pentru aceasta, sunt necesare doar două cabluri pentru a comunica între două UART-uri. Fluxul de date va fi atât de la pinii de transmisie (Tx), cât și de la cei receptori (Rx) ai UART-urilor. În UART, transmiterea datelor de la Tx UART la Rx UART se poate face asincron (nu există semnal CLK pentru sincronizarea biților o / p).
Transmiterea datelor unui UART se poate face folosind o magistrală de date sub formă de paralelă de către alte dispozitive precum un microcontroler, memorie, CPU etc. După primirea datelor paralele din magistrală, formează un pachet de date prin adăugarea a trei biți precum start, stop și paritate. Citește pachetul de date bit cu bit și convertește datele primite în formă paralelă pentru a elimina cei trei biți ai pachetului de date. În concluzie, pachetul de date primit de UART se transferă în paralel către magistrala de date la capătul de recepție.
Comunicare UART
Start Bit
Start-bit este, de asemenea, cunoscut sub numele de bit de sincronizare care este plasat înaintea datelor reale. În general, o linie de transmisie de date inactivă este controlată la un nivel de înaltă tensiune. Pentru a începe transmisia de date, transmisia UART trage linia de date de la un nivel de înaltă tensiune (1) la un nivel de tensiune joasă (0). Obținerea UART observă această transformare de la nivel înalt la nivel scăzut peste linia de date, precum și începe să înțeleagă datele reale. În general, există doar un singur bit de pornire.
Stop Bit
Bitul de oprire este plasat la sfârșitul pachetului de date. De obicei, acest bit are o lungime de 2 biți, dar este utilizat frecvent doar pe bit. Pentru a opri transmisia, UART menține linia de date la tensiune înaltă.
Bit de paritate
Bitul de paritate permite receptorului să se asigure dacă datele colectate sunt corecte sau nu. Este un sistem de verificare a defecțiunilor de nivel scăzut și bitul de paritate este disponibil în două game, cum ar fi Paritatea pară, precum și Paritatea impară. De fapt, acest bit nu este utilizat pe scară largă, deci nu este obligatoriu.
Biți de date sau cadru de date
Biții de date includ datele reale transmise de la expeditor la receptor. Lungimea cadrului de date ar putea fi cuprinsă între 5 și 8. Dacă bitul de paritate nu este utilizat atunci când lungimea cadrului de date ar putea fi lungă de 9 biți. În general, LSB-ul datelor care urmează să fie transmise mai întâi, apoi este foarte util pentru transmisie.
Interfață UART
Următoarea figură arată interfața UART cu un microcontroler . Comunicarea UART se poate face folosind trei semnale precum TXD, RXD și GND.
Folosind aceasta, putem expune un text pe computerul personal de pe placa de microcontroler 8051, precum și modulul UART. În placa 8051, există două interfețe seriale, cum ar fi UART0 și UART1. Aici este utilizată interfața UART0. Pinul Tx transmite informațiile către PC și pinul Rx primește informațiile de la PC. Rata de transmisie poate fi utilizată pentru a indica viteza atât a microcontrolerului, cât și a computerului. Transmiterea și recepția datelor se pot face corect atunci când ratele de transmisie ale microcontrolerului și ale PC-ului sunt similare.
Interfață UART
Aplicații ale UART
UART este utilizat în mod normal în microcontrolere pentru cerințe exacte, iar acestea sunt disponibile și în diferite dispozitive de comunicații, cum ar fi comunicații fără fir , Unități GPS, Modul Bluetooth , și multe alte aplicații.
Standardele de comunicare precum RS422 și TIA sunt utilizate în UART, cu excepția RS232. De obicei, un UART este un CI separat utilizat în Comunicații seriale UART.
Avantajele și dezavantajele UART
Avantajele și dezavantajele UART includ următoarele
- Necesită doar două fire pentru comunicarea datelor
- Semnalul CLK nu este necesar.
- Include un bit de paritate pentru a permite verificarea erorilor
- Aranjamentul pachetelor de date poate fi modificat deoarece ambele suprafețe sunt aranjate pentru acesta
- Dimensiunea cadrului de date este de maximum 9 biți
- Nu conține mai multe sisteme master (sau) slave
- Rata de transmisie a fiecărui UART trebuie să fie în 10% una de cealaltă
Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra Transmițător universal receptor asincron (UART) este una dintre interfețele fundamentale care oferă o comunicare simplă, rentabilă și consecventă între microcontroler și PC. Iată o întrebare pentru voi ce sunt Pinii UART ?
