Če se spomnimo starih delov računalnika, kot so tiskalnik, miška, je tipkovnica povezana s pomočjo konektorjev. Komunikacijski postopek med računalnikom in temi deli se lahko izvede z uporabo UART. Univerzalno serijsko vodilo (USB) je spremenilo vse vrste komunikacijskih načel v računalnikih. Vendar se UART še vedno uporablja v zgoraj navedenih aplikacijah. Približno vse vrste mikrokrmilnika arhitekture imajo vgrajeno strojno opremo UART zaradi serijske komunikacije in za komunikacijo uporabljajo samo dva kabla. Ta članek govori o tem, kaj UART, Kako deluje UART, razlika med serijsko in vzporedno komunikacijo, Blokovni diagram UART , UART komunikacija, UART povezovanje, aplikacije, prednosti in slabosti.
Kaj je UART?
The UART polna oblika je »Univerzalni asinhroni sprejemnik / oddajnik« in je vgrajena IC v mikrokrmilniku, vendar ne kot komunikacijski protokol (I2C & SPI). Glavna naloga UART je serijska podatkovna komunikacija. V UART lahko komunikacijo med dvema napravama izvedemo na dva načina, in sicer serijsko in vzporedno.
UART
Zaporedna in vzporedna komunikacija
Pri serijski podatkovni komunikaciji lahko podatke prenesete po enem kablu ali liniji v bitni obliki in za to potrebujete le dva kabla. Zaporedna podatkovna komunikacija v primerjavi z vzporedno komunikacijo ni draga. Zahteva zelo malo vezij in žic. Tako je ta komunikacija zelo uporabna v sestavljenih vezjih v primerjavi z vzporedno komunikacijo.
V vzporedni podatkovni komunikaciji se lahko podatki prenašajo prek več kablov hkrati. Vzporedna podatkovna komunikacija je draga, pa tudi zelo hitra, saj zahteva dodatno strojno opremo in kable. Najboljši primeri za to komunikacijo so stari tiskalniki, PCI, RAM itd.
Vzporedna komunikacija
Blokovni diagram UART
Blokovni diagram UART je sestavljen iz dveh komponent, in sicer oddajnika in sprejemnika, ki je prikazan spodaj. Odsevni oddajnik vključuje tri bloke, in sicer oddajni register zadrževanja, premični register in tudi krmilno logiko. Podobno odsek sprejemnika vključuje register zadržanja prejema, register premika in krmilno logiko. Ta dva odseka običajno zagotavlja generator hitrosti prenosa. Ta generator se uporablja za generiranje hitrosti, ko mora oddajnik in odsek sprejemnika oddajati ali sprejemati podatke.
Register zadržanja v oddajniku vsebuje bajt podatkov, ki ga je treba poslati. Registri premikov v oddajniku in sprejemniku premikajo bitov v desno ali levo, dokler se bajt podatkov ne prenese ali sprejme. Logika nadzora branja (ali) pisanja se uporablja za povedati, kdaj brati ali pisati.
Generator hitrosti prenosa med oddajnikom in sprejemnikom ustvarja hitrost, ki se giblje od 110 bps do 230400 bps. Hitrost prenosa mikrokrmilnikov je običajno 9600 do 115200.
Blokovni diagram UART
UART komunikacija
V tej komunikaciji sta na voljo dve vrsti UART-ov, in sicer oddajanje UART-a in sprejemanje UART-a, komunikacijo med njima pa lahko opravita neposredno drug drugemu. Za to sta za komunikacijo med dvema UART potreben le dva kabla. Pretok podatkov bo potekal tako s prenosnega (Tx) kot s sprejemnega (Rx) zatiča UART-jev. V UART lahko prenos podatkov iz Tx UART v Rx UART poteka asinhrono (ni signala CLK za sinhronizacijo bitov o / p).
Prenos podatkov UART lahko izvedemo z uporabo vzporednega podatkovnega vodila z drugimi napravami, kot so mikrokrmilnik, pomnilnik, CPU itd. Po prejemu vzporednih podatkov iz vodila tvori podatkovni paket z dodajanjem treh bitov na primer začetek, ustavitev in pariteta. Bit za bitom bere podatkovni paket in prejete podatke pretvori v vzporedni obrazec, da izloči tri bite podatkovnega paketa. Na koncu se podatkovni paket, ki ga prejme UART, prenaša vzporedno proti podatkovnemu vodilu na sprejemnem koncu.
UART komunikacija
Začni bit
Začetni bit je znan tudi kot sinhronizacijski bit, ki se postavi pred dejanske podatke. Na splošno se neaktivni prenosni vod krmili na visokonapetostni ravni. Za začetek prenosa podatkov prenos UART povleče podatkovno linijo z visokonapetostnega nivoja (1) na nizkonapetostni nivo (0). Pridobljeni UART opazi to preoblikovanje z visoke na nizko raven preko podatkovne črte in začne razumevanje resničnih podatkov. Na splošno obstaja samo en začetni bit.
Stop bit
Stop bit je nameščen na koncu podatkovnega paketa. Običajno je ta bit 2-bitni dolg, vendar se pogosto uporablja samo na bitu. Da bi ustavili oddajo, UART ohranja podatkovno linijo na visoki napetosti.
Paritetni bit
Paritetni bit omogoča sprejemniku, da preveri, ali so zbrani podatki pravi ali ne. Gre za sistem za preverjanje napak na nizki ravni in bit parnosti je na voljo v dveh obsegih, kot sta Even Parity in Odd Parity. Pravzaprav se ta bit ne uporablja široko, zato ni obvezen.
Podatkovni bit ali podatkovni okvir
Podatkovni bit vključujejo realne podatke, ki se prenašajo od pošiljatelja do prejemnika. Dolžina podatkovnega okvira je lahko med 5 in 8. Če se bit parnosti ne uporablja, ko je dolžina podatkovnega okvira lahko 9-bitna. Na splošno je LSB podatkov, ki jih je treba najprej poslati, potem zelo koristen za prenos.
UART povezovanje
Naslednja slika prikazuje povezavo UART z mikrokrmilnik . UART komunikacijo lahko opravite s pomočjo treh signalov, kot so TXD, RXD in GND.
Z uporabo tega lahko v osebnem računalniku razstavimo besedilo z mikrokrmilne plošče 8051 in modula UART. Na plošči 8051 sta dva serijska vmesnika, kot sta UART0 in UART1. Tu se uporablja povezava UART0. Tx zatič posreduje informacije v računalnik, Rx pa jih prejme iz računalnika. Hitrost prenosa lahko uporabimo za označevanje hitrosti mikrokrmilnika in osebnega računalnika. Prenos in sprejem podatkov je mogoče pravilno izvesti, kadar sta hitrosti prenosa podatkov tako mikrokrmilnika kot osebnega računalnika podobni.
UART povezovanje
Aplikacije UART
UART se običajno uporablja v mikrokrmilnikih za natančne zahteve, ti pa so na voljo tudi v različnih komunikacijskih napravah, kot je brezžična komunikacija , Enote GPS, Modul Bluetooth in številne druge aplikacije.
V UART se uporabljajo komunikacijski standardi, kot sta RS422 in TIA, razen RS232. Običajno je UART ločena IC, ki se uporablja v UART serijske komunikacije.
Prednosti in slabosti UART
Prednosti in slabosti UART vključujejo naslednje
- Za podatkovno komunikacijo potrebujete le dve žici
- Signal CLK ni potreben.
- Vključuje bit parnosti za preverjanje napak
- Razporeditev podatkovnih paketov je mogoče spremeniti, ker sta zanj urejeni obe površini
- Velikost podatkovnega okvira je največ 9 bitov
- Ne vsebuje več pomožnih (ali) glavnih sistemov
- Vsaka hitrost prenosa UART mora biti med seboj 10%
Gre torej za pregled nad Univerzalni asinhroni sprejemnik (UART) je eden temeljnih vmesnikov, ki omogoča preprosto, stroškovno učinkovito in dosledno komunikacijo med mikrokrmilnikom in osebnim računalnikom. Tukaj je vprašanje, kaj ste UART zatiči ?
