Ha emlékezünk a régi számítógép-alkatrészekre, például a nyomtatóra vagy az egérre, a billentyűzet a csatlakozók segítségével van társítva. A számítógép és ezek a részek közötti kommunikációs folyamat megtehető az UART segítségével. Az univerzális soros busz (USB) mindenféle kommunikációs elvet megváltoztatott a számítógépeken. De az UART-ot továbbra is használják a fent deklarált alkalmazásokban. Körülbelül az összes típusú mikrovezérlők az architektúrák beépített UART hardverrel rendelkeznek a soros kommunikáció miatt, és csak két kábelt használnak a kommunikációhoz. Ez a cikk azt tárgyalja, hogy mi az UART, Hogyan működik az UART, a különbség a soros és a párhuzamos kommunikáció között, UART blokkdiagram , UART kommunikáció, UART interfész, alkalmazások, előnyök és hátrányok.
Mi az UART?
A UART teljes űrlap „univerzális aszinkron vevő / adó”, és ez egy beépített IC egy mikrokontrolleren belül, de nem olyan, mint egy kommunikációs protokoll (I2C & SPI). Az UART fő feladata a soros adatkommunikáció. Az UART-ban két eszköz közötti kommunikáció kétféleképpen valósulhat meg: soros adatkommunikáció és párhuzamos adatkommunikáció.
UART
Soros és párhuzamos kommunikáció
A soros adatkommunikáció során az adatok egyetlen kábelen vagy vonalon keresztül továbbíthatók bitenként, és ehhez csak két kábel szükséges. A soros adatkommunikáció nem drága, ha összehasonlítjuk a párhuzamos kommunikációval. Nagyon kevesebb áramkört, valamint vezetékeket igényel. Így ez a kommunikáció nagyon hasznos az összetett áramkörökben a párhuzamos kommunikációhoz képest.
A párhuzamos adatkommunikáció során az adatok egyszerre több kábelen keresztül továbbíthatók. A párhuzamos adatkommunikáció drága és nagyon gyors is, mivel ehhez további hardverekre és kábelekre van szükség. A kommunikáció legjobb példái a régi nyomtatók, PCI, RAM stb.
Párhuzamos kommunikáció
UART blokkdiagram
Az UART blokkdiagram két komponensből áll, nevezetesen az alább látható adóból és vevőből. Az adó rész három blokkot tartalmaz, nevezetesen az adás-tartási regisztert, a váltási regisztert és a vezérlési logikát is. Hasonlóképpen, a vevő szakasz tartalmaz vételi tartási regisztert, eltolási regisztert és vezérlő logikát. Ezt a két szakaszt általában egy adatátviteli sebesség-generátor biztosítja. Ezt a generátort arra használják, hogy előállítsa azt a sebességet, amikor az adó és a vevő szakasznak továbbítania vagy fogadnia kell az adatokat.
Az adóban lévő hold regiszter tartalmazza az átvitelre kerülő adat byte-ot. Az adóban és a vevőben lévő eltolásregiszterek a biteket jobbra vagy balra mozgatják, amíg egy bájt adat továbbításra vagy fogadásra kerül. Olvasási (vagy) írási vezérlő logikát használnak arra, hogy megmondják, mikor kell olvasni vagy írni.
Az adó és a vevő közötti adatátviteli sebesség-generátor a 110 bps és 230400 bps közötti sebességet generálja. A mikrovezérlők átviteli sebessége általában 9600–115200.
UART blokkdiagram
UART kommunikáció
Ebben a kommunikációban kétféle UART áll rendelkezésre, nevezetesen az UART továbbítása és az UART vétele, és a kettő közötti kommunikációt közvetlenül tudják megvalósítani egymás. Ehhez egyszerűen két kábelre van szükség a két UART közötti kommunikációhoz. Az adatfolyam mind az UART továbbító (Tx), mind a fogadó (Rx) csapokból származik. Az UART-ban az adatátvitel a Tx UART-ról az Rx UART-ra aszinkron módon történhet (az o / p bitek szinkronizálásához nincs CLK jel).
Az UART adatátvitele úgy valósítható meg, hogy más eszközök - például mikrokontroller, memória, CPU stb. - párhuzamos formában adatsort használnak. Miután a buszról megkapta a párhuzamos adatokat, három bit hozzáadásával adatcsomagot alkot. mint a start, a stop és a paritás. Apránként olvassa az adatcsomagot, és a beérkezett adatokat párhuzamos alakúra konvertálja, hogy kiküszöbölje az adatcsomag három bitjét. Összegzésképpen elmondható, hogy az UART által fogadott adatcsomag párhuzamosan továbbít az adat busz felé a fogadó végén.
UART kommunikáció
Start Bit
A Start-bit szinkronizációs bitként is ismert, amelyet a tényleges adatok elé helyeznek. Általában az inaktív adatátviteli vonalat nagyfeszültségű szinten vezérlik. Az adatátvitel megkezdése érdekében az UART átvitel az adatsort magas feszültségszintről (1) alacsony feszültségszintre (0) húzza. A megszerző UART észreveszi ezt az átalakítást a magas szintről az alacsony szintre az adatsoron, valamint megkezdi a valós adatok megértését. Általában csak egy kezdő bit létezik.
Stop Bit
A Stop Bit az adatcsomag végére kerül. Általában ez a bit 2 bites hosszú, de gyakran csak bit használatos. Az adás leállítása érdekében a UART nagy feszültségen tartja az adatsort.
Paritás Bit
A paritásbit segítségével a vevő ellenőrizheti, hogy az összegyűjtött adatok helyesek-e vagy sem. Alacsony szintű hibaellenőrző rendszer, és a paritásbit két tartományban áll rendelkezésre, például a páros és a páratlan paritás. Valójában ezt a bitet nem használják széles körben, így nem kötelező.
Adatbitek vagy adatkeret
Az adatbitek magukban foglalják a feladótól a vevőig továbbított valós adatokat. Az adatkeret hossza 5 és 8 között lehet. Ha a paritásbitet nem használják, akkor az adatkeret hossza 9 bites lehet. Általában az először továbbítandó adatok LSB-je, akkor nagyon hasznos az továbbításhoz.
UART Interfacing
A következő ábra az UART interfészt mutatja egy mikrovezérlő . Az UART kommunikáció három jel, például TXD, RXD és GND segítségével valósítható meg.
Ennek használatával kiállíthatunk egy szöveget a személyi számítógépen a 8051 mikrokontroller kártyáról, valamint az UART modulról. A 8051 alaplapon két soros interfész található, mint például az UART0 és az UART1. Itt az UART0 interfészt használják. A Tx pin továbbítja az információt a PC-re, és az Rx pin fogadja az információt a PC-től. A sebességet a mikrovezérlő és a számítógép sebességének jelölésére lehet használni. Az adatátvitel és a vétel akkor végezhető el megfelelően, ha a mikrovezérlő és a PC adatátviteli sebessége is hasonló.
UART Interfacing
Az UART alkalmazásai
Az UART-ot általában a mikrovezérlőkben használják a pontos követelmények kielégítésére, és ezek különféle kommunikációs eszközökben is elérhetőek, például vezeték nélküli kommunikáció , GPS egységek, Bluetooth modul , és sok más alkalmazás.
Az UART-ban olyan kommunikációs szabványokat használnak, mint az RS422 és a TIA, az RS232 kivételével. Általában az UART egy külön IC, amelyet a rendszerben használnak UART soros kommunikáció.
Az UART előnyei és hátrányai
Az UART előnyei és hátrányai a következőket tartalmazzák
- Csak két vezetéket igényel az adatkommunikációhoz
- CLK jelre nincs szükség.
- Tartalmaz egy paritásbitet a hibák ellenőrzéséhez
- Az adatcsomag-elrendezés módosítható, mert mindkét felület el van rendezve hozzá
- Az adatkeret mérete legfeljebb 9 bit
- Nem tartalmaz több slave (vagy) master rendszert
- Minden UART adatátviteli sebességnek 10% -ban kell lennie
Így itt csak a Univerzális aszinkron vevő adó (UART) az egyik alapvető interfész, amely egyszerű, költséghatékony és következetes kommunikációt biztosít a mikrovezérlők és a PC között. Itt van egy kérdés az Ön számára UART csapok ?
