Jos muistamme vanhat tietokoneen osat, kuten tulostin, hiiri, näppäimistö liitetään liittimien avulla. Tietokoneen ja näiden osien välinen kommunikaatioprosessi voidaan suorittaa UART: lla. USB (Universal Serial Bus) on muuttanut kaikenlaisia viestintäperiaatteita tietokoneissa. Mutta UART: ta käytetään edelleen yllä ilmoitetuissa sovelluksissa. Noin kaikki erityyppiset mikro-ohjaimet arkkitehtuureissa on sisäänrakennettu UART-laitteisto sarjaliikenteen vuoksi, ja viestinnässä käytetään vain kahta kaapelia. Tässä artikkelissa käsitellään mitä UART, Kuinka UART toimii sarja- ja rinnakkaisviestinnän ero, UART-lohkokaavio , UART-viestintä, UART-liitännät, sovellukset, edut ja haitat.
Mikä on UART?
UART-lomake on ”yleinen asynkroninen vastaanotin / lähetin”, ja se on sisäänrakennettu mikrokontrollerin mikropiiri, mutta ei samanlainen kuin tiedonsiirtoprotokolla (I2C & SPI). UART: n päätehtävä on sarjaliikenne. UART: ssa kahden laitteen välinen tiedonsiirto voidaan suorittaa kahdella tavalla, nimittäin sarjaliikenne ja rinnakkaisdata.
UART
Sarja- ja rinnakkaisviestintä
Sarjatietoliikenteessä data voidaan siirtää yhden kaapelin tai linjan kautta bittibitteittäin, ja se vaatii vain kaksi kaapelia. Sarjatietoliikenne ei ole kallista verrattuna rinnakkaisviestintään. Se vaatii paljon vähemmän piirejä kuin johtoja. Siten tämä tiedonsiirto on erittäin hyödyllinen yhdistetyissä piireissä rinnakkaisviestintään verrattuna.
Rinnakkaisessa tiedonsiirrossa tietoja voidaan siirtää usean kaapelin kautta kerralla. Rinnakkainen tiedonsiirto on kallista ja erittäin nopeaa, koska se vaatii lisälaitteita ja kaapeleita. Parhaita esimerkkejä tästä viestinnästä ovat vanhat tulostimet, PCI, RAM jne.
Rinnakkaisviestintä
UART-lohkokaavio
UART-lohkokaavio koostuu kahdesta komponentista, nimittäin lähettimestä ja vastaanottimesta, joka on esitetty alla. Lähetinosa sisältää kolme lohkoa, nimittäin lähetysrajoitusrekisteri, siirtorekisteri ja myös ohjauslogiikka. Samoin vastaanotinosa sisältää vastaanoton pitorekisterin, siirtorekisterin ja ohjauslogiikan. Nämä kaksi osaa tarjoavat yleisesti baudinopeuden generaattori. Tätä generaattoria käytetään tuottamaan nopeus, kun lähetinosan ja vastaanotinosan on lähetettävä tai vastaanotettava data.
Lähettimen pitorekisteri käsittää lähetettävän datatavun. Lähettimen ja vastaanottimen siirtorekisterit siirtävät bittejä oikealle tai vasemmalle, kunnes datatavu lähetetään tai vastaanotetaan. Luku- (tai) kirjoitusohjauslogiikkaa käytetään kertomaan, milloin lukea tai kirjoittaa.
Lähettimen ja vastaanottimen välinen tiedonsiirtogeneraattori tuottaa nopeuden, joka vaihtelee 110 bps: stä 230400 bps: iin. Tyypillisesti mikro-ohjainten siirtonopeudet ovat 9600 - 115200.
UART-lohkokaavio
UART-viestintä
Tässä viestinnässä on käytettävissä kahden tyyppisiä UART-nimiä, nimittäin UART: n lähettäminen ja UART: n vastaanottaminen, ja näiden kahden välinen viestintä voidaan suorittaa suoraan toistensa kesken. Tätä varten tarvitaan vain kaksi kaapelia yhteydenpitoon kahden UART: n välillä. Tietovirta tulee sekä UART: iden lähettävistä (Tx) että vastaanottavista (Rx) nastoista. UART: ssa tiedonsiirto Tx UART: lta Rx UART: lle voidaan suorittaa asynkronisesti (o / p-bittien synkronointiin ei ole CLK-signaalia).
UART: n tiedonsiirto voidaan suorittaa käyttämällä muiden laitteiden, kuten mikro-ohjaimen, muistin, suorittimen jne., Rinnakkaismuodossa olevaa tietoväylää. Vastaanotettuaan rinnakkaisdatan väylältä, se muodostaa datapaketin lisäämällä kolme bittiä kuten alku, lopetus ja pariteetti. Se lukee datapaketin vähitellen ja muuntaa vastaanotetun datan rinnakkaiseen muotoon datapaketin kolmen bitin eliminoimiseksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että UART: n vastaanottama datapaketti siirtyy rinnakkain vastaanottovälin tietoväylää kohti.
UART-viestintä
Käynnistä bitti
Aloitusbitti tunnetaan myös synkronointibittinä, joka sijoitetaan ennen varsinaista dataa. Yleensä passiivista tiedonsiirtolinjaa ohjataan suurjännitetasolla. Tiedonsiirron aloittamiseksi UART-lähetys vetää datalinjan korkeasta jännitetasosta (1) matalalle jännitetasolle (0). Saava UART havaitsee tämän muutoksen korkealta matalalle tasolle datalinjalla ja alkaa ymmärtää todellisia tietoja. Yleensä on vain yksi aloitusbitti.
Stop Bit
Stop-bitti sijoitetaan datapaketin loppuun. Yleensä tämä bitti on 2-bittinen pitkä, mutta usein vain bittiä käytetään. Lähetyksen lopettamiseksi, UART pitää datalinjan korkealla jännitteellä.
Pariteettibitti
Pariteettibitin avulla vastaanotin voi varmistaa, onko kerätty data oikein vai ei. Se on matalan tason vikatarkistusjärjestelmä, ja pariteettibittiä on saatavana kahdella alueella, kuten Even Parity ja Odd Parity. Itse asiassa tätä bittiä ei käytetä laajalti, joten se ei ole pakollinen.
Databitit tai tietokehys
Databitit sisältävät todellisen datan, joka välitetään lähettäjältä vastaanottimelle. Datakehyksen pituus voi olla välillä 5 ja 8. Jos pariteettibittiä ei käytetä, kun datakehyksen pituus voi olla 9-bittinen. Yleensä ensin lähetettävän datan LSB on erittäin hyödyllinen lähettämisessä.
UART-liitäntä
Seuraava kuva esittää UART-liitäntää mikro-ohjain . UART-tiedonsiirto voidaan suorittaa käyttämällä kolmea signaalia, kuten TXD, RXD ja GND.
Tämän avulla voimme näyttää tekstin henkilökohtaisessa tietokoneessa 8051-mikrokontrollerikortilta sekä UART-moduulista. 8051-kortissa on kaksi sarjaliitäntää, kuten UART0 ja UART1. Tässä käytetään UART0-liitäntää. Tx-tappi lähettää tiedot tietokoneelle ja Rx-nasta vastaanottaa tiedot tietokoneelta. Siirtonopeutta voidaan käyttää sekä mikro-ohjaimen että tietokoneen nopeuksien kuvaamiseen. Tiedonsiirto ja vastaanotto voidaan suorittaa oikein, kun sekä mikro-ohjaimen että tietokoneen siirtonopeudet ovat samanlaiset.
UART-liitäntä
UART: n sovellukset
UART: ta käytetään yleensä mikrokontrollereissa tarkkojen vaatimusten täyttämiseksi, ja niitä on saatavana myös erilaisissa tietoliikennelaitteissa, kuten langaton kommunikaatio , GPS-yksiköt, Bluetooth-moduuli ja monia muita sovelluksia.
UART: ssa käytetään tiedonsiirtostandardeja, kuten RS422 ja TIA, paitsi RS232. Yleensä UART on erillinen IC, jota käytetään UART-sarjaliikenne.
UART: n edut ja haitat
UARTin edut ja haitat sisältävät seuraavat
- Se vaatii vain kaksi johtoa tiedonsiirtoon
- CLK-signaalia ei tarvita.
- Se sisältää pariteettibitin virheiden tarkistamiseksi
- Datapakettijärjestelyä voidaan muuttaa, koska sille on järjestetty molemmat pinnat
- Datakehyksen koko on enintään 9 bittiä
- Siinä ei ole useita orja (tai) isäntäjärjestelmiä
- Jokaisen UART-tiedonsiirtonopeuden tulisi olla 10% toisistaan
Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta Yleinen asynkroninen vastaanottimen lähetin (UART) on yksi perusrajapinnoista, joka tarjoaa yksinkertaisen, kustannustehokkaan ja johdonmukaisen tiedonsiirron mikro-ohjainten ja tietokoneiden välillä. Tässä on kysymys sinulle, mitä ovat UART-nastat ?
