Se ricordiamo le parti del vecchio computer come stampante, mouse, la tastiera è associata con l'ausilio di connettori. Il processo di comunicazione tra il computer e queste parti potrebbe essere effettuato utilizzando l'UART. Universal Serial Bus (USB) ha cambiato tutti i tipi di principi di comunicazione sui computer. Ma l'UART è ancora utilizzato nelle applicazioni sopra dichiarate. Circa tutti tipi di microcontrollore le architetture hanno hardware UART integrato grazie alla comunicazione seriale e utilizzano solo due cavi per la comunicazione. Questo articolo discute cosa UART, Come funziona UART, la differenza tra comunicazione seriale e parallela, Schema a blocchi UART , Comunicazione UART, interfaccia UART, applicazioni, vantaggi e svantaggi.
Cos'è l'UART?
Il Modulo completo UART è 'Universal Asynchronous Receiver / Transmitter', ed è un IC integrato all'interno di un microcontrollore ma non come un protocollo di comunicazione (I2C e SPI). La funzione principale dell'UART è la comunicazione seriale dei dati. In UART, la comunicazione tra due dispositivi può essere effettuata in due modi: comunicazione dati seriale e comunicazione dati parallela.
UART
Comunicazione seriale e parallela
Nella comunicazione dati seriale, i dati possono essere trasferiti attraverso un singolo cavo o linea in forma bit per bit e richiede solo due cavi. La comunicazione seriale dei dati non è costosa se confrontata con la comunicazione parallela. Richiede molto meno circuiti e fili. Pertanto, questa comunicazione è molto utile nei circuiti composti rispetto alla comunicazione parallela.
Nella comunicazione dati parallela, i dati possono essere trasferiti attraverso più cavi contemporaneamente. La comunicazione parallela dei dati è costosa oltre che molto veloce, poiché richiede hardware e cavi aggiuntivi. I migliori esempi di questa comunicazione sono vecchie stampanti, PCI, RAM, ecc.
Comunicazione parallela
Diagramma a blocchi UART
Lo schema a blocchi UART è costituito da due componenti, vale a dire il trasmettitore e il ricevitore mostrati di seguito. La sezione del trasmettitore include tre blocchi, vale a dire trasmettere il registro di mantenimento, il registro a scorrimento e anche la logica di controllo. Allo stesso modo, la sezione del ricevitore include un registro di mantenimento della ricezione, un registro a scorrimento e una logica di controllo. Queste due sezioni sono comunemente fornite da un generatore di velocità di trasmissione. Questo generatore viene utilizzato per generare la velocità quando la sezione trasmettitore e la sezione ricevitore devono trasmettere o ricevere i dati.
Il registro di mantenimento nel trasmettitore comprende il byte di dati da trasmettere. I registri a scorrimento nel trasmettitore e nel ricevitore spostano i bit a destra oa sinistra fino a quando un byte di dati viene trasmesso o ricevuto. Una logica di controllo di lettura (o) scrittura viene utilizzata per indicare quando leggere o scrivere.
Il generatore di baud rate tra trasmettitore e ricevitore genera una velocità che va da 110 bps a 230400 bps. In genere, le velocità di trasmissione dei microcontrollori sono comprese tra 9600 e 115200.
Diagramma a blocchi UART
Comunicazione UART
In questa comunicazione, sono disponibili due tipi di UART, ovvero trasmissione UART e ricezione UART, e la comunicazione tra questi due può essere eseguita direttamente l'una dall'altra. Per questo, sono necessari semplicemente due cavi per comunicare tra due UART. Il flusso di dati proverrà sia dai pin di trasmissione (Tx) che di ricezione (Rx) degli UART. In UART, la trasmissione dei dati da Tx UART a Rx UART può essere eseguita in modo asincrono (non vi è alcun segnale CLK per sincronizzare i bit o / p).
La trasmissione dei dati di una UART può essere effettuata utilizzando un bus dati sotto forma di parallelo da altri dispositivi come un microcontrollore, memoria, CPU, ecc. Dopo aver ricevuto i dati paralleli dal bus, forma un pacchetto di dati aggiungendo tre bit come inizio, fine e parità. Legge il pacchetto di dati bit per bit e converte i dati ricevuti nella forma parallela per eliminare i tre bit del pacchetto di dati. In conclusione, il pacchetto di dati ricevuto dall'UART si trasferisce in parallelo verso il bus di dati all'estremità ricevente.
Comunicazione UART
Bit di avvio
Il bit di avvio è anche noto come bit di sincronizzazione che viene posizionato prima dei dati effettivi. Generalmente, una linea di trasmissione dati inattiva è controllata a un livello di alta tensione. Per iniziare la trasmissione dei dati, la trasmissione UART trascina la linea dati da un livello di alta tensione (1) a un livello di bassa tensione (0). L'UART ricevente nota questa trasformazione dal livello alto a quello basso sulla linea dati e inizia a comprendere i dati reali. In generale, c'è solo un singolo bit di inizio.
Stop Bit
Il bit di stop viene posizionato alla fine del pacchetto di dati. Di solito, questo bit è lungo 2 bit ma spesso viene utilizzato solo sul bit. Per interrompere la trasmissione, il file UART mantiene la linea dati in alta tensione.
Bit di parità
Il bit di parità consente al destinatario di verificare se i dati raccolti sono corretti o meno. Si tratta di un sistema di controllo dei guasti di basso livello e il bit di parità è disponibile in due gamme come parità pari e parità dispari. In realtà, questo bit non è ampiamente utilizzato quindi non è obbligatorio.
Bit di dati o frame di dati
I bit di dati includono i dati reali trasmessi dal mittente al destinatario. La lunghezza del frame di dati potrebbe essere compresa tra 5 e 8. Se il bit di parità non viene utilizzato quando la lunghezza del frame di dati potrebbe essere di 9 bit. Generalmente, l'LSB dei dati da trasmettere prima poi è molto utile per la trasmissione.
Interfaccia UART
La figura seguente mostra l'interfacciamento con UART un microcontrollore . La comunicazione UART può essere eseguita utilizzando tre segnali come TXD, RXD e GND.
Usando questo, possiamo mostrare un testo nel personal computer dalla scheda del microcontrollore 8051 e dal modulo UART. Nella scheda 8051, ci sono due interfacce seriali come UART0 e UART1. Qui viene utilizzata l'interfaccia UART0. Il pin Tx trasmette le informazioni al PC e il pin Rx riceve le informazioni dal PC. La velocità di trasmissione può essere utilizzata per indicare le velocità sia del microcontrollore che del PC. La trasmissione e la ricezione dei dati possono essere eseguite correttamente quando le velocità di trasmissione del microcontrollore e del PC sono simili.
Interfaccia UART
Applicazioni di UART
L'UART viene normalmente utilizzato nei microcontrollori per requisiti precisi e questi sono disponibili anche in vari dispositivi di comunicazione come comunicazone wireless , Unità GPS, Modulo Bluetooth e molte altre applicazioni.
Gli standard di comunicazione come RS422 e TIA sono utilizzati in UART ad eccezione di RS232. Di solito, un UART è un IC separato utilizzato in Comunicazioni seriali UART.
Vantaggi e svantaggi di UART
I pro ei contro di UART includono quanto segue
- Richiede solo due fili per la comunicazione dei dati
- Il segnale CLK non è richiesto.
- Include un bit di parità per consentire il controllo degli errori
- La disposizione del pacchetto di dati può essere modificata perché entrambe le superfici sono disposte per esso
- La dimensione del frame di dati è un massimo di 9 bit
- Non supporta diversi sistemi slave (o) master
- Ogni baud rate UART dovrebbe essere del 10% l'uno dall'altro
Quindi, si tratta di una panoramica di Trasmettitore ricevitore asincrono universale (UART) è una delle interfacce fondamentali che fornisce una comunicazione semplice, conveniente e coerente tra microcontrollore e PC. Ecco una domanda per te cosa sei Perni UART ?
