Hvis vi husker de gamle computerdele som printer, mus, er tastaturet forbundet ved hjælp af stik. Kommunikationsprocessen mellem computeren og disse dele kunne udføres ved hjælp af UART. Universal Serial Bus (USB) har ændret alle former for kommunikationsprincipper på computere. Men UART bruges stadig i de ovennævnte erklærede applikationer. Omkring alle typer mikrokontroller arkitekturer har indbygget UART-hardware på grund af seriel kommunikation og bruger kun to kabler til kommunikation. Denne artikel diskuterer hvad UART, Sådan fungerer UART, forskellen mellem seriel og parallel kommunikation, UART blokdiagram , UART-kommunikation, UART-grænseflade, applikationer, fordele og ulemper.
Hvad er UART?
Det UART fuld form er 'Universal Asynchronous Receiver / Transmitter', og det er en indbygget IC inden i en mikrocontroller, men ikke som en kommunikationsprotokol (I2C & SPI). UARTs vigtigste funktion er seriel datakommunikation. I UART kan kommunikationen mellem to enheder ske på to måder, nemlig seriel datakommunikation og parallel datakommunikation.
UART
Seriel og parallel kommunikation
I seriel datakommunikation kan dataene overføres via et enkelt kabel eller en linje i bit-for-bit-form, og det kræver kun to kabler. Seriel datakommunikation er ikke dyrt, når vi sammenligner med parallel kommunikation. Det kræver meget mindre kredsløb såvel som ledninger. Denne kommunikation er således meget nyttig i sammensatte kredsløb sammenlignet med parallel kommunikation.
I parallel datakommunikation kan dataene overføres via flere kabler på én gang. Parallel datakommunikation er både dyre og meget hurtige, da det kræver yderligere hardware og kabler. De bedste eksempler på denne kommunikation er gamle printere, PCI, RAM osv.
Parallel kommunikation
UART-blokdiagram
UART-blokdiagrammet består af to komponenter, nemlig senderen og modtageren, der er vist nedenfor. Sendersektionen indbefatter tre blokke, nemlig sende holdregister, skiftregister og også kontrollogik. Ligeledes inkluderer modtagersektionen et modtager holdregister, skiftregister og kontrollogik. Disse to sektioner leveres almindeligvis af en baud-rate-generator. Denne generator bruges til at generere hastigheden, når sendersektionen og modtagersektionen skal transmittere eller modtage dataene.
Holdregistret i senderen omfatter den data-byte, der skal transmitteres. Skiftregistrene i sender og modtager flytter bitene til højre eller venstre, indtil en byte af data transmitteres eller modtages. En læse- (eller) skrivekontrollogik bruges til at fortælle hvornår man skal læse eller skrive.
Baud-hastighedsgeneratoren mellem senderen og modtageren genererer den hastighed, der varierer fra 110 bps til 230400 bps. Typisk er baudhastighederne for mikrokontrollere 9600 til 115200.
UART-blokdiagram
UART-kommunikation
I denne kommunikation er der to typer UART'er tilgængelige, nemlig transmission af UART og modtagelse af UART, og kommunikationen mellem disse to kan udføres direkte af hinanden. Til dette kræves simpelthen to kabler for at kommunikere mellem to UART'er. Datastrømmen kommer fra både de transmitterende (Tx) og modtagende (Rx) ben på UART'erne. I UART kan datatransmissionen fra Tx UART til Rx UART udføres asynkront (der er intet CLK-signal til synkronisering af o / p-bitene).
Dataoverførslen af en UART kan udføres ved hjælp af en databus i form af parallel af andre enheder som en mikrokontroller, hukommelse, CPU osv. Efter at have modtaget de parallelle data fra bussen, danner den en datapakke ved at tilføje tre bits som start, stop og paritet. Den læser datapakken bit for bit og konverterer de modtagne data til den parallelle form for at eliminere de tre bits i datapakken. Afslutningsvis overføres datapakken, der modtages af UART, parallelt mod databussen i den modtagende ende.
UART-kommunikation
Start bit
Start-bit er også kendt som en synkroniseringsbit, der placeres før de faktiske data. Generelt styres en inaktiv datatransmissionsledning på et højspændingsniveau. For at starte datatransmissionen trækker UART-transmissionen datalinjen fra et højspændingsniveau (1) til et lavt spændingsniveau (0). Den opnående UART bemærker denne transformation fra det høje niveau til det lave niveau over datalinjen samt begynder at forstå de reelle data. Generelt er der kun en enkelt startbit.
Stop bit
Stopbit placeres i slutningen af datapakken. Normalt er denne bit 2-bit lang, men ofte kun på bit. For at stoppe udsendelsen skal UART holder datalinjen på højspænding.
Paritetsbit
Paritetsbit giver modtageren mulighed for at sikre, om de indsamlede data er rigtige eller ej. Det er et lavt niveau fejlkontrolsystem, og paritetsbit fås i to områder såsom Even Parity såvel som Odd Parity. Faktisk er denne bit ikke meget brugt, så den er ikke obligatorisk.
Databit eller dataramme
Databitene inkluderer de reelle data, der overføres fra afsenderen til modtageren. Datarammelængden kan være mellem 5 og 8. Hvis paritetsbiten ikke bruges, når datarammelængden kunne være 9 bit lang. Generelt er LSB for de data, der skal transmitteres først, så det meget nyttigt til transmission.
UART-grænseflade
Følgende figur viser UART-grænseflade med en mikrokontroller . UART-kommunikationen kan udføres ved hjælp af tre signaler som TXD, RXD og GND.
Ved at bruge dette kan vi udstille en tekst i personlig computer fra 8051 mikrokontrolkort såvel som UART-modulet. I 8051-kortet er der to serielle grænseflader såsom UART0 og UART1. Her bruges UART0-grænseflade. Tx-stiften transmitterer informationen til PC & Rx-stiften modtager informationen fra PC. Baudrate kan bruges til at betegne hastighederne på både mikrocontrolleren og pc'en. Datatransmission og modtagelse kan udføres korrekt, når baudhastighederne for både mikrocontroller og pc er ens.
UART-grænseflade
Anvendelser af UART
UART bruges normalt i mikrocontrollere til nøjagtige krav, og disse er også tilgængelige i forskellige kommunikationsenheder som f.eks trådløs kommunikation , GPS-enheder, Bluetooth-modul og mange andre applikationer.
Kommunikationsstandarderne som RS422 & TIA bruges i UART undtagen RS232. Normalt er en UART en separat IC, der bruges i UART seriel kommunikation.
Fordele og ulemper ved UART
Fordele og ulemper ved UART inkluderer følgende
- Det kræver kun to ledninger til datakommunikation
- CLK-signal er ikke påkrævet.
- Det inkluderer en paritetsbit, der giver mulighed for at kontrollere fejlene
- Datapakkearrangementet kan ændres, fordi begge overflader er arrangeret til det
- Datarammestørrelsen er maksimalt 9 bit
- Det indeholder ikke flere slave (eller) mastersystemer
- Hver UART-baudrate skal være i 10% af hinanden
Således handler alt om en oversigt over Universal asynkron modtager sender (UART) er en af de grundlæggende grænseflader, der giver en enkel, omkostningseffektiv og konsistent kommunikation mellem mikrocontroller såvel som pc. Her er et spørgsmål til dig, hvad der er UART-ben ?
