UART İletişimi: Blok Şeması ve Uygulamaları

UART İletişimi: Blok Şeması ve Uygulamaları

Yazıcı, fare gibi eski bilgisayar parçalarını hatırlarsak, klavye konektörler yardımıyla ilişkilendirilir. Bilgisayar ile bu parçalar arasındaki iletişim süreci UART kullanılarak yapılabilir. Universal Serial Bus (USB) bilgisayarlardaki her türlü iletişim ilkesini değiştirmiştir. Ancak UART, yukarıda belirtilen uygulamalarda hala kullanılmaktadır. Yaklaşık tümü mikrodenetleyici türleri mimariler, seri iletişim nedeniyle yerleşik UART donanımına sahiptir ve iletişim için yalnızca iki kablo kullanır. Bu makale UART'ın ne olduğunu tartışıyor, UART Nasıl Çalışır, seri ve paralel iletişim arasındaki fark, UART blok şeması , UART iletişimi, UART arayüzleri, Uygulamalar, Avantajlar ve Dezavantajlar.

UART nedir?

UART tam formu 'Evrensel Asenkron Alıcı / Verici' dir ve bir mikrodenetleyici içinde yerleşik bir IC'dir, ancak bir iletişim protokolü (I2C & SPI) gibi değildir. UART'ın ana işlevi, seri veri iletişimidir. UART'da iki cihaz arasındaki iletişim, seri veri iletişimi ve paralel veri iletişimi olmak üzere iki şekilde yapılabilir.




UART

UART



Seri ve Paralel İletişim

Seri veri iletişiminde, veriler bit bit biçiminde tek bir kablo veya hat üzerinden aktarılabilir ve yalnızca iki kablo gerektirir. Paralel iletişime kıyasla seri veri iletişimi pahalı değil. Kabloların yanı sıra çok daha az devre gerektirir. Bu nedenle, bu iletişim, paralel iletişime kıyasla bileşik devrelerde çok kullanışlıdır.

Paralel veri iletişiminde, veriler aynı anda birden fazla kabloyla aktarılabilir. Paralel veri iletişimi, ek donanım ve kablolar gerektirdiğinden pahalı ve çok hızlıdır. Bu iletişim için en iyi örnekler eski yazıcılar, PCI, RAM vb.



Paralel İletişim

Paralel İletişim

UART Blok Şeması

UART blok diyagramı, aşağıda gösterilen verici ve alıcı olmak üzere iki bileşenden oluşur. Verici bölümü, gönderme tutma yazmacı, kaydırma yazmacı ve ayrıca kontrol mantığı olmak üzere üç blok içerir. Benzer şekilde, alıcı bölümü bir alma tutma yazmacı, kaydırma yazmacı ve kontrol mantığını içerir. Bu iki bölüm genellikle bir baud hızı üreteci tarafından sağlanır. Bu jeneratör, verici bölümü ve alıcı bölümünün verileri iletmesi veya alması gerektiğinde hızı oluşturmak için kullanılır.

Vericideki tutma kaydı, iletilecek veri baytını içerir. Verici ve alıcıdaki kaydırma yazmaçları, bir bayt veri iletilene veya alınana kadar bitleri sağa veya sola hareket ettirir. Ne zaman okunacağını veya yazılacağını söylemek için bir okuma (veya) yazma kontrol mantığı kullanılır.




Verici ve alıcı arasındaki baud hızı üreteci, 110 bps ile 230400 bps arasında değişen bir hız üretir. Tipik olarak, mikro denetleyicilerin baud hızları 9600 ile 115200 arasındadır.

UART Blok Şeması

UART Blok Şeması

UART İletişimi

Bu iletişimde, UART ileten ve UART alan olmak üzere iki tip UART vardır ve bu ikisi arasındaki iletişim doğrudan birbirleri tarafından yapılabilir. Bunun için, iki UART arasında iletişim kurmak için sadece iki kablo gereklidir. Veri akışı, UART'ların hem verici (Tx) hem de alıcı (Rx) pinlerinden olacaktır. UART'da, Tx UART'tan Rx UART'a veri aktarımı eşzamansız olarak yapılabilir (o / p bitlerini senkronize etmek için CLK sinyali yoktur).

Bir UART'ın veri iletimi, bir mikro denetleyici, bellek, CPU vb. Diğer cihazlar tarafından paralel olarak bir veri yolu kullanılarak yapılabilir. Veriyolundan paralel verileri aldıktan sonra, üç bit ekleyerek bir veri paketi oluşturur. başlama, durdurma ve eşlik gibi. Veri paketini bit bit okur ve alınan verileri paralel forma dönüştürerek veri paketinin üç bitini ortadan kaldırır. Sonuç olarak, UART tarafından alınan veri paketi alıcı uçtaki veri yoluna paralel olarak aktarılır.

UART İletişimi

UART İletişimi

Başlangıç ​​Biti

Başlangıç ​​biti, gerçek verilerden önce yerleştirilen bir senkronizasyon biti olarak da bilinir. Genel olarak, aktif olmayan bir veri iletim hattı, yüksek voltaj seviyesinde kontrol edilir. Veri iletimini başlatmak için, UART iletimi veri hattını yüksek voltaj seviyesinden (1) düşük voltaj seviyesine (0) sürükler. UART'ın elde edilmesi, bu dönüşümü veri hattı üzerinden yüksek seviyeden düşük seviyeye fark eder ve gerçek verileri anlamaya başlar. Genellikle, yalnızca tek bir başlangıç ​​biti vardır.

Durdurma Biti

Durdurma Biti, veri paketinin sonuna yerleştirilir. Genellikle, bu bit 2 bit uzunluğundadır, ancak sıklıkla yalnızca bit üzerinde kullanılır. Yayını durdurmak için, UART veri hattını yüksek voltajda tutar.

Eşlik Biti

Eşlik biti, alıcının toplanan verilerin doğru olup olmadığından emin olmasını sağlar. Düşük seviyeli bir arıza kontrol sistemidir ve eşitlik biti, Tek Eşlik ve Tek Eşlik gibi iki aralıkta mevcuttur. Aslında bu bit yaygın olarak kullanılmadığından zorunlu değildir.

Veri Bitleri veya Veri Çerçevesi

Veri bitleri, göndericiden alıcıya aktarılan gerçek verileri içerir. Veri çerçevesi uzunluğu 5 ve 8 arasında olabilir. Veri çerçevesi uzunluğu 9 bit uzunluğunda olabildiğinde eşlik biti kullanılmazsa. Genellikle iletilecek olan verinin LSB'si daha sonra iletilmesi için çok kullanışlıdır.

UART Arayüzü

Aşağıdaki şekil, UART arayüzünü göstermektedir. bir mikro denetleyici . UART iletişimi TXD, RXD ve GND gibi üç sinyal kullanılarak yapılabilir.

Bunu kullanarak kişisel bilgisayarda 8051 mikrodenetleyici kartından ve UART modülünden bir metin sergileyebiliriz. 8051 kartında UART0 ve UART1 gibi iki seri arayüz vardır. Burada UART0 arabirimi kullanılır. Tx pini bilgileri PC'ye iletir ve Rx pini bilgileri bilgisayardan alır. Baud hızı, hem mikrodenetleyicinin hem de PC'nin hızlarını belirtmek için kullanılabilir. Hem mikrodenetleyicinin hem de PC'nin baud hızları benzer olduğunda veri iletimi ve alımı düzgün bir şekilde yapılabilir.

UART Arayüzü

UART Arayüzü

UART uygulamaları

UART normalde tam gereksinimler için mikrodenetleyicilerde kullanılır ve bunlar aynı zamanda çeşitli iletişim cihazlarında da mevcuttur. kablosuz iletişim GPS birimleri Bluetooth modülü ve diğer birçok uygulama.

RS422 ve TIA gibi iletişim standartları, RS232 haricinde UART'da kullanılmaktadır. Genellikle, bir UART, kullanılan ayrı bir IC'dir. UART seri iletişimleri.

UART'ın Avantaj ve Dezavantajları

UART'ın artıları ve eksileri aşağıdakileri içerir

  • Veri iletişimi için yalnızca iki kablo gerektirir
  • CLK sinyali gerekli değildir.
  • Hataları kontrol etmeye izin veren bir eşlik biti içerir
  • Veri paketi düzenlemesi değiştirilebilir çünkü her iki yüzey de onun için düzenlenmiştir
  • Veri çerçevesi boyutu maksimum 9 bittir
  • Birkaç bağımlı (veya) ana sistemi tutmaz
  • Her UART baud hızı birbirinin% 10'unda olmalıdır

Bu nedenle, bu tamamen Evrensel Asenkron Alıcı / Verici (UART), mikrodenetleyici ve PC arasında basit, uygun maliyetli ve tutarlı bir iletişim sağlayan temel arayüzlerden biridir. İşte sana bir soru nedir UART pimleri ?