Si recordem les parts antigues de l’ordinador com la impressora, el ratolí, el teclat s’associa amb l’ajuda de connectors. El procés de comunicació entre l’ordinador i aquestes parts es podria fer mitjançant l’UART. Universal Serial Bus (USB) ha canviat tot tipus de principis de comunicació en ordinadors. Però, UART encara s’utilitza a les aplicacions declarades anteriorment. Aproximadament tots tipus de microcontrolador les arquitectures tenen maquinari UART incorporat a causa de la comunicació en sèrie i només utilitzen dos cables per a la comunicació. En aquest article es parla de què UART, Com funciona UART, la diferència entre comunicació serial i paral·lela, Diagrama de blocs UART , Comunicació UART, interfície UART, aplicacions, avantatges i desavantatges.
Què és UART?
El Formulari complet UART és 'Receptor / transmissor asíncron universal', i és un CI incorporat dins d'un microcontrolador però no com un protocol de comunicació (I2C i SPI). La funció principal d’UART és la comunicació de dades en sèrie. A UART, la comunicació entre dos dispositius es pot fer de dues maneres: la comunicació de dades en sèrie i la comunicació de dades en paral·lel.
UART
Comunicació en sèrie i paral·lela
En la comunicació de dades en sèrie, les dades es poden transferir a través d'un sol cable o línia en una forma bit per bit i només requereixen dos cables. La comunicació de dades en sèrie no és cara si es compara amb la comunicació paral·lela. Requereix molt menys circuits i cables. Per tant, aquesta comunicació és molt útil en circuits compostos en comparació amb la comunicació paral·lela.
En la comunicació de dades paral·leles, les dades es poden transferir a través de diversos cables alhora. La comunicació de dades en paral·lel és molt ràpida i cara, ja que requereix maquinari i cables addicionals. Els millors exemples per a aquesta comunicació són les impressores antigues, PCI, RAM, etc.
Comunicació paral·lela
Diagrama de blocs UART
El diagrama de blocs UART consta de dos components: el transmissor i el receptor que es mostren a continuació. La secció del transmissor inclou tres blocs: registre de retenció de transmissió, registre de desplaçament i també lògica de control. De la mateixa manera, la secció del receptor inclou un registre de retenció de recepció, registre de torns i lògica de control. Aquestes dues seccions són generalment proporcionades per un generador de velocitat en bauds. Aquest generador s’utilitza per generar la velocitat quan la secció del transmissor i la secció del receptor han de transmetre o rebre les dades.
El registre de retenció al transmissor comprèn el byte de dades a transmetre. Els registres de desplaçament del transmissor i el receptor mouen els bits cap a la dreta o cap a l’esquerra fins que es transmeti o rebi un byte de dades. Es fa servir una lògica de control de lectura (o) escriptura per dir quan llegir o escriure.
El generador de velocitat en transmissions entre el transmissor i el receptor genera una velocitat que oscil·la entre 110 bps i 230400 bps. Normalment, les velocitats en bauds dels microcontroladors són de 9600 a 115200.
Diagrama de blocs UART
Comunicació UART
En aquesta comunicació, hi ha dos tipus d’UART disponibles, és a dir, transmetre UART i rebre UART, i la comunicació entre aquests dos es pot fer directament entre si. Per a això, només calen dos cables per comunicar-se entre dos UART. El flux de dades provindrà tant dels pins transmissors (Tx) com de recepció (Rx) dels UART. A UART, la transmissió de dades de Tx UART a Rx UART es pot fer de manera asíncrona (no hi ha cap senyal CLK per sincronitzar els bits o / p).
La transmissió de dades d'un UART es pot fer utilitzant un bus de dades en forma de paral·lel per altres dispositius com un microcontrolador, memòria, CPU, etc. Després de rebre les dades paral·leles del bus, forma un paquet de dades afegint tres bits com començar, parar i paritat. Llegeix el paquet de dades poc a poc i converteix les dades rebudes en forma paral·lela per eliminar els tres bits del paquet de dades. En conclusió, el paquet de dades rebut per l'UART es transfereix en paral·lel cap al bus de dades a l'extrem receptor.
Comunicació UART
Bit inicial
Start-bit també es coneix com a bit de sincronització que es col·loca abans de les dades reals. En general, una línia de transmissió de dades inactiva es controla a un nivell d’alta tensió. Per començar la transmissió de dades, la transmissió UART arrossega la línia de dades des d’un nivell d’alta tensió (1) fins a un nivell de baixa tensió (0). L'obtenció de UART nota aquesta transformació del nivell alt a nivell baix sobre la línia de dades, així com comença a entendre les dades reals. En general, només hi ha un bit inicial.
Stop Bit
El bit d'aturada es col·loca al final del paquet de dades. Normalment, aquest bit té una extensió de 2 bits, però sovint només s’utilitza el bit. Per tal d 'aturar l' emissió, el fitxer UART manté la línia de dades en alta tensió.
Bit de paritat
El bit de paritat permet al receptor assegurar-se que les dades recollides són correctes o no. Es tracta d’un sistema de comprovació d’errors de baix nivell i el bit de paritat està disponible en dos intervals, com ara Parity Parell i Odd Parity. En realitat, aquest bit no s’utilitza àmpliament, de manera que no és obligatori.
Bits de dades o marc de dades
Els bits de dades inclouen les dades reals que es transmeten del remitent al receptor. La longitud del marc de dades podria estar entre 5 i 8. Si no s’utilitza el bit de paritat quan la longitud del marc de dades podria ser de 9 bits. En general, el LSB de les dades a transmetre primer és molt útil per transmetre.
Interfície UART
La següent figura mostra la interfície UART amb un microcontrolador . La comunicació UART es pot fer mitjançant tres senyals com TXD, RXD i GND.
En utilitzar-ho, podem exhibir un text a l'ordinador personal des de la placa de microcontroladors 8051, així com el mòdul UART. A la placa 8051, hi ha dues interfícies en sèrie, com ara UART0 i UART1. Aquí s’utilitza la interfície UART0. El pin Tx transmet la informació al PC i el pin Rx rep la informació del PC. La velocitat en bauds es pot utilitzar per indicar les velocitats del microcontrolador i del PC. La transmissió i recepció de dades es pot fer correctament quan les velocitats de transmissió tant del microcontrolador com del PC són similars.
Interfície UART
Aplicacions d'UART
UART s'utilitza normalment en microcontroladors per a requisits exactes, i també estan disponibles en diversos dispositius de comunicació com comunicació sense fils , Unitats GPS, Mòdul Bluetooth , i moltes altres aplicacions.
Els estàndards de comunicació com RS422 i TIA s’utilitzen a UART excepte a RS232. Normalment, un UART és un CI separat que s’utilitza a Comunicacions en sèrie UART.
Avantatges i desavantatges d'UART
Els pros i els contres d’UART inclouen el següent
- Només requereix dos cables per a la comunicació de dades
- El senyal CLK no és necessari.
- Inclou un bit de paritat per permetre comprovar els errors
- La disposició dels paquets de dades es pot modificar perquè les dues superfícies estan disposades per a això
- La mida del marc de dades és de 9 bits com a màxim
- No conté diversos sistemes mestres esclaus (o)
- La velocitat de transmissió de cada UART hauria de ser del 10% l’una de l’altra
Per tant, es tracta d’una visió general de Transmissor de receptor asíncron universal (UART) és una de les interfícies fonamentals que proporciona una comunicació senzilla, rendible i coherent entre el microcontrolador i el PC. Aquí teniu una pregunta sobre què són Pins UART ?
