Если вспомнить старые компьютерные детали вроде принтера, мыши, клавиатура связана с помощью разъемов. Процесс связи между компьютером и этими частями может осуществляться с помощью UART. Универсальная последовательная шина (USB) изменила все виды принципов связи на компьютерах. Но UART по-прежнему используется в заявленных выше приложениях. Примерно все типы микроконтроллеров Архитектуры имеют встроенное оборудование UART для последовательной связи и используют только два кабеля для связи. В этой статье обсуждается, что такое UART, Как работает UART, разница между последовательной и параллельной связью, Блок-схема UART , Связь UART, интерфейс UART, Приложения, преимущества и недостатки.
Что такое UART?
В Полная форма UART представляет собой «Универсальный асинхронный приемник / передатчик» и представляет собой встроенную ИС в микроконтроллер, но не похож на протокол связи (I2C и SPI). Основная функция UART - последовательная передача данных. В UART связь между двумя устройствами может осуществляться двумя способами, а именно: последовательная передача данных и параллельная передача данных.
UART
Последовательная и параллельная связь
При последовательной передаче данных данные могут передаваться по одному кабелю или линии в побитовой форме, и для этого требуется всего два кабеля. Последовательная передача данных не требует больших затрат по сравнению с параллельной связью. Для этого требуется меньше схем и проводов. Таким образом, эта связь очень полезна в составных схемах по сравнению с параллельной связью.
При параллельной передаче данных данные могут передаваться одновременно по нескольким кабелям. Параллельная передача данных является дорогой и очень быстрой, так как требует дополнительного оборудования и кабелей. Лучшими примерами такого взаимодействия являются старые принтеры, PCI, RAM и т. Д.
Параллельная связь
Блок-схема UART
Блок-схема UART состоит из двух компонентов, а именно из передатчика и приемника, которые показаны ниже. Секция передатчика включает в себя три блока, а именно регистр хранения передачи, регистр сдвига, а также логику управления. Точно так же секция приемника включает в себя регистр удержания приема, регистр сдвига и логику управления. Эти две секции обычно предоставляются генератором скорости передачи. Этот генератор используется для генерации скорости, когда секция передатчика и секция приемника должны передавать или принимать данные.
Регистр хранения в передатчике содержит передаваемый байт данных. Регистры сдвига в передатчике и приемнике перемещают биты вправо или влево до тех пор, пока байт данных не будет передан или получен. Логика управления чтением (или) записью используется для указания, когда читать или писать.
Генератор скорости передачи между передатчиком и приемником генерирует скорость в диапазоне от 110 до 230400 бит / с. Обычно скорость передачи микроконтроллеров составляет от 9600 до 115200 бод.
Блок-схема UART
Связь UART
В этой связи доступны два типа UART, а именно передающий UART и принимающий UART, и связь между ними может осуществляться напрямую друг с другом. Для этого достаточно двух кабелей для связи между двумя UART. Поток данных будет поступать как от передающего (Tx), так и принимающего (Rx) выводов UART. В UART передача данных от Tx UART к Rx UART может выполняться асинхронно (нет сигнала CLK для синхронизации битов o / p).
Передача данных через UART может осуществляться с использованием шины данных в форме параллельной передачи другими устройствами, такими как микроконтроллер, память, ЦП и т. Д. После получения параллельных данных с шины, он формирует пакет данных, добавляя три бита. вроде старт, стоп и четность. Он считывает пакет данных бит за битом и преобразует полученные данные в параллельную форму, чтобы удалить три бита пакета данных. В заключение, пакет данных, полученный UART, передается параллельно шине данных на принимающей стороне.
Связь UART
Стартовый бит
Стартовый бит также известен как бит синхронизации, который ставится перед фактическими данными. Как правило, неактивная линия передачи данных управляется на высоком уровне напряжения. Чтобы начать передачу данных, передача UART перетаскивает линию данных с высокого уровня напряжения (1) на низкий уровень напряжения (0). Получение UART замечает это преобразование с высокого уровня на низкий по линии данных, а также начинает понимать реальные данные. Как правило, есть только один стартовый бит.
Стоповый бит
Стоп-бит размещается в конце пакета данных. Обычно этот бит имеет длину 2 бита, но часто используется только один бит. Чтобы остановить трансляцию, UART держит линию данных на высоком напряжении.
Бит четности
Бит четности позволяет получателю убедиться, что собранные данные верны или нет. Это низкоуровневая система проверки ошибок, и бит четности доступен в двух диапазонах, таких как четность и нечетность. На самом деле, этот бит не получил широкого распространения, поэтому он не является обязательным.
Биты данных или фрейм данных
Биты данных включают в себя реальные данные, передаваемые от отправителя к получателю. Длина кадра данных может составлять от 5 до 8. Если бит четности не используется, длина кадра данных может составлять 9 бит. Как правило, сначала нужно передать младший бит данных, а затем он очень полезен для передачи.
Интерфейс UART
На следующем рисунке показано взаимодействие UART с микроконтроллер . Связь UART может осуществляться с использованием трех сигналов, таких как TXD, RXD и GND.
Используя это, мы можем отображать текст на персональном компьютере с платы микроконтроллера 8051, а также с модуля UART. На плате 8051 есть два последовательных интерфейса, таких как UART0 и UART1. Здесь используется интерфейс UART0. Вывод Tx передает информацию на ПК, а вывод Rx получает информацию от ПК. Скорость передачи данных может использоваться для обозначения скорости как микроконтроллера, так и ПК. Передача и прием данных могут выполняться правильно, если скорости передачи микроконтроллера и ПК одинаковы.
Интерфейс UART
Приложения UART
UART обычно используется в микроконтроллерах для точных требований, и они также доступны в различных устройствах связи, таких как беспроводная связь , Устройства GPS, Модуль Bluetooth и многие другие приложения.
Стандарты связи, такие как RS422 и TIA, используются в UART, за исключением RS232. Обычно UART - это отдельная микросхема, используемая в Последовательная связь UART.
Преимущества и недостатки UART
Плюсы и минусы UART включают следующее
- Для передачи данных требуется всего два провода.
- Сигнал CLK не требуется.
- Он включает бит четности, позволяющий проверять ошибки
- Расположение пакетов данных может быть изменено, поскольку для этого приспособлены обе поверхности.
- Максимальный размер кадра данных - 9 бит.
- Не поддерживает несколько подчиненных (или) главных систем.
- Скорость передачи каждого UART должна составлять 10% друг от друга.
Таким образом, речь идет об обзоре Универсальный асинхронный приемный передатчик (UART) - один из основных интерфейсов, обеспечивающий простую, экономичную и последовательную связь между микроконтроллером и ПК. Вот вам вопрос, что такое Контакты UART ?
