תקשורת UART: דיאגרמת חסימות ויישומיה

אם אנו זוכרים את חלקי המחשב הישנים כמו מדפסת, עכבר, המקלדת משויכת בעזרת מחברים. ניתן לבצע את תהליך התקשורת בין המחשב לחלקים אלה באמצעות ה- UART. אוטובוס סידורי אוניברסלי (USB) שינה את כל מיני עקרונות התקשורת במחשבים. עם זאת, UART עדיין משמש ביישומים שהוצהרו לעיל. בערך כולם סוגי מיקרו-בקר לאדריכלות חומרת UART מובנית עקב תקשורת סדרתית ומשתמשים בשני כבלים בלבד לצורך תקשורת. מאמר זה דן במה UART, איך UART עובד, ההבדל בין תקשורת טורית ומקבילה, דיאגרמת חסימות UART , תקשורת UART, ממשק UART, יישומים, יתרונות וחסרונות.

מה זה UART?

ה טופס מלא של UART הוא 'מקלט / משדר אסינכרוני אוניברסלי', והוא IC מובנה בתוך מיקרו-בקר אך לא כמו פרוטוקול תקשורת (I2C & SPI). הפונקציה העיקרית של UART היא תקשורת נתונים סדרתית. ב- UART, התקשורת בין שני מכשירים יכולה להתבצע בשתי דרכים כלומר תקשורת נתונים סדרתית ותקשורת נתונים מקבילה.

UART

תקשורת טורית ומקבילה

בתקשורת נתונים סדרתית, ניתן להעביר את הנתונים דרך כבל או קו בודד בצורה ביט-ביט, והם דורשים שני כבלים בלבד. תקשורת נתונים טורית אינה יקרה בהשוואה לתקשורת מקבילה. זה דורש פחות מעגלים כמו גם חוטים. לפיכך, תקשורת זו שימושית מאוד במעגלים מורכבים בהשוואה לתקשורת מקבילה.

בתקשורת נתונים מקבילה ניתן להעביר את הנתונים באמצעות מספר כבלים בו זמנית. תקשורת נתונים מקבילה היא יקרה וגם מהירה מאוד, מכיוון שהיא דורשת חומרה וכבלים נוספים. הדוגמאות הטובות ביותר לתקשורת זו הן מדפסות ישנות, PCI, RAM וכו '.

תקשורת מקבילה

דיאגרמת חסימות UART

דיאגרמת הבלוק של UART מורכבת משני רכיבים, כלומר המשדר והמקלט המוצג להלן. קטע המשדר כולל שלושה בלוקים דהיינו רישום החזקת שידור, רישום משמרת וגם לוגיקת בקרה. כמו כן, מקטע המקלט כולל פנקס קבלת אחיזה, פנקס משמרות והיגיון בקרה. שני חלקים אלה מסופקים בדרך כלל על ידי מחולל קצב שידור. גנרטור זה משמש להפקת המהירות כאשר קטע המשדר ומקלט המקלט צריכים להעביר או לקבל את הנתונים.

פנקס ההמתנה במשדר כולל את בתים הנתונים שיש להעביר. רושמי המשמרות במשדר ובמקלט מעבירים את הסיביות ימינה או שמאלה עד שבית נתונים מועבר או מתקבל. לוגיקת בקרת קריאה (או) כתיבה משמשת לספר מתי לקרוא או לכתוב.

מחולל קצב השידור בין המשדר לבין המקלט מייצר את המהירות שנעה בין 110 bps ל -230400 bps. בדרך כלל, שיעורי השידור של מיקרו-בקרים הם 9600 עד 115200.

דיאגרמת חסימות UART

תקשורת UART

בתקשורת זו ישנם שני סוגים של UARTs, כלומר העברת UART וקבלת UART, והתקשורת בין שני אלה יכולה להיעשות ישירות זה על ידי זה. לשם כך, נדרשים פשוט שני כבלים כדי לתקשר בין שני UARTs. זרימת הנתונים תהיה משני הפינים המשדרים (Tx) והקבלה (Rx) של ה- UART. ב- UART ניתן לבצע את העברת הנתונים מ- Tx UART ל- Rx UART באופן אסינכרוני (אין אות CLK לסינכרון סיביות ה- o / p).

העברת הנתונים של UART יכולה להיעשות על ידי שימוש באוטובוס נתונים בצורה של מקביל על ידי מכשירים אחרים כמו מיקרו-בקר, זיכרון, מעבד וכו '. לאחר קבלת הנתונים המקבילים מהאוטובוס, הוא יוצר חבילת נתונים על ידי הוספת שלוש ביטים. כמו התחלה, עצירה ושוויון. הוא קורא את חבילת הנתונים קצת אחר ביט וממיר את הנתונים שהתקבלו לצורה המקבילה כדי לחסל את שלוש הסיביות של חבילת הנתונים. לסיכום, חבילת הנתונים שקיבלה ה- UART מעבירה במקביל לאוטובוס הנתונים בקצה המקבל.

תקשורת UART

התחל קצת

Start-bit מכונה גם ביט סנכרון שמונח לפני הנתונים בפועל. באופן כללי, קו העברת נתונים לא פעיל נשלט ברמת מתח גבוה. על מנת להתחיל את העברת הנתונים, שידור ה- UART גורר את קו הנתונים מרמת מתח גבוהה (1) לרמת מתח נמוכה (0). ה- UART שמקבל מבחין בשינוי זה מהרמה הגבוהה לרמה הנמוכה מעל קו הנתונים וכן מתחיל להבין את הנתונים האמיתיים. באופן כללי, יש רק קצת התחלה בודדת.

עצור קצת

ה- Stop Bit ממוקם בסוף חבילת הנתונים. בדרך כלל, סיבית זו אורכת 2 סיביות אך לעתים קרובות היא משמשת רק בסיביות. על מנת לעצור את השידור, UART שומר על קו הנתונים במתח גבוה.

זוגיות זוגיות

Parity bit מאפשר למקלט לוודא אם הנתונים שנאספו נכונים או לא. זוהי מערכת בדיקת תקלות ברמה נמוכה וסיבית זוגיות זמינה בשני טווחים כגון זוגיות זוגית כמו גם זוגיות מוזרה. למעשה, ביט זה אינו נמצא בשימוש נרחב ולכן הוא אינו חובה.

נתונים ביטים או מסגרת נתונים

סיביות הנתונים כוללות את הנתונים האמיתיים המועברים מהשולח למקבל. אורך מסגרת הנתונים יכול להיות בין 5 ל- 8. אם לא משתמשים בסיבית הזוגיות כאשר אורך מסגרת הנתונים יכול להיות באורך 9 סיביות. באופן כללי, ה- LSB של הנתונים שיועברו תחילה ואז הוא שימושי מאוד להעברה.

ממשק UART

האיור הבא מציג ממשק UART עם מיקרו-בקר . ניתן לבצע את תקשורת ה- UART באמצעות שלושה אותות כמו TXD, RXD ו- GND.

באמצעות זה, אנו יכולים להציג טקסט במחשב האישי מלוח המיקרו 8051 וכן את מודול ה- UART. בלוח 8051 ישנם שני ממשקים טוריים כגון UART0 ו- UART1. כאן משתמשים בממשק UART0. סיכת ה- Tx מעבירה את המידע למחשב האישי וסיכת ה- Rx מקבלת את המידע מהמחשב האישי. ניתן להשתמש בקצב שידור לציון המהירויות של המיקרו-בקר והמחשב האישי. ניתן לבצע העברת נתונים וקליטתם כראוי כאשר קצב השידור של המיקרו-בקר והמחשב האישי דומים.

ממשק UART

יישומי UART

UART משמש בדרך כלל במיקרו-בקרים לדרישות מדויקות, ואלה זמינים גם במכשירי תקשורת שונים כמו תקשורת אלחוטית , יחידות GPS, מודול Bluetooth , ויישומים רבים אחרים.

תקני התקשורת כמו RS422 ו- TIA משמשים ב- UART למעט RS232. בדרך כלל, UART הוא IC נפרד המשמש ב- תקשורת טורית של UART.

יתרונות וחסרונות של UART

היתרונות והחסרונות של UART כוללים את הדברים הבאים

• זה דורש רק שני חוטים לתקשורת נתונים
• אות CLK אינו נדרש.
• זה כולל קצת זוגיות המאפשרת לבדוק את השגיאות
• ניתן לשנות את סידור חבילות הנתונים מכיוון ששני המשטחים מסודרים עבורו
• גודל מסגרת הנתונים הוא מקסימום 9 סיביות
• הוא אינו מחזיק בכמה מערכות מאסטר עבדים (או)
• כל קצב שידור UART צריך להיות ב -10% אחד מהשני

לפיכך, זה הכל על סקירה כללית של משדר מקלט אסינכרוני אוניברסלי (UART) הוא אחד הממשקים הבסיסיים הנותנים תקשורת פשוטה, חסכונית ועקבית בין מיקרו-בקר כמו גם מחשב. הנה שאלה בשבילך מה הם סיכות UART ?