Zapamtite kada pisači, miševi, modemi imaju debele kabele s tim ogromnim neugodnim konektorima? Oni koji su doslovno trebali biti uvrnuti u računalo? Malo ljudi zna da su te UART komponente korištene za komunikaciju s računalom. Gotovo u potpunosti zamijenili su ove stare kabele i konektore USB tehnologijom. UART sučelja, koja su opisana u ovom članku, nisu nestala. Oni se koriste u mnogim DIY elektroničkim projektima za spajanje GPS, Bluetooth i RFID čitača kartica na Pi, Arduino ili druge mikrokontrolere.
UART sučelje: Opis
UART je univerzalni asinkroni prijemnik /odašiljač. To nije komunikacijski protokol, kao što su SPI i I2C, već fizički krug u mikrokontroleru. Glavna svrha je prijenos i primanje informacija. Jedan od najboljih napredaka u tehnologiji je da koristi samo dvije žice.
UART sučelje je dva uređaja koji međusobno djeluju. Odašiljač pretvara informaciju iz upravljačkog uređaja, kao što je procesor, u sekvencijalni oblik, prenosi ga sekvencijalno na prijemni UART, koji pretvara vrijednost u prijemni uređaj. Za prijenos informacija između dva uređaja, potrebne su samo dvije žice.
UART komunikacija
UART RS485 prenosi podatke asinkrono, što znači da nema signala za sinkronizaciju izlaza bitova od odašiljača do prijemnika. Umjesto taktnog signala, UART dodaje početni i krajnji bit prijenosa paketa. Ove opcije suodrediti početak i kraj dokumenta.
Kada UART primi startni bit, počinje čitati dolazne bitove s određenom frekvencijom, poznatom kao brzina prijenosa. Brzina prijenosa podataka je mjera brzine, izražena u mjernoj jedinici, - bita /s. Oba uređaja bi trebala raditi s približno istom brzinom prijenosa. Brzina prijenosa između uređaja za odašiljanje i primanja može varirati za 10%.
Oba uređaja također moraju biti konfigurirana za prijenos i primanje iste strukture paketa.
UART - Što je to i kako radi?
UART, koji će prenositi informacije, prima ga iz podatkovne sabirnice. Koristi se za slanje informacija drugom uređaju, kao što su procesor, memorija ili mikrokontroler. Nakon prijenosa UART-a prima paralelne podatke iz podatkovne sabirnice, dodaje startni bit, paritet i stop-bit kreiranjem paketa podataka. Zatim se paket prikazuje sekvencijalno, u dijelovima. Prihvaća UART čita malo podataka u svom izlazu. Dobiveni u UART pretvara podatke natrag u paralelni oblik, uklanja početne i zaustavne bitove. Konačno, prijemni UART šalje paket podataka paralelno s podatkovnom sabirnicom na prijemnoj strani.
Prijenosna linija se obično održava na visokoj razini napona kada ne prenosi informacije. Za pokretanje prijenosa podataka, UART za odašiljanje povlači prijenosnu liniju s jednog na jedan nizak ciklus. Kada UART primi prijelaz s visokog na niski napon, on počinje čitati bitove u okviru podataka s brzinom prijenosa.
TehničkiZnačajke
UART osnovni sustav osigurava pouzdanu, umjerenu brzinu, punu dupleksnu komunikaciju s tri signala: Tx (preneseni sekvencijski podaci), Rx (dobiveni podaci o slijedu) i tlo. Za razliku od drugih protokola kao što su SPI i I2C, nije potreban ni satni signal, jer korisnik osigurava UART hardver s potrebnim informacijama o vremenu. Tipičan signal podataka u opisu UART sučelja je napon koji ide između logičkih niskih i logičkih visokih vrijednosti. Prijemnik može pravilno pretvoriti ova logička stanja u digitalne podatke samo ako zna kada treba isprobati signal. To se može učiniti jednostavnim korištenjem odvojenog signala sata. Primjerice, odašiljač ažurira podatkovni signal na svakom prednjem dijelu prednjeg dijela, a zatim prijemnik proizvodi uzorak podataka na svakom stražnjem rubu.
Ključni pojmovi
Početni bit je prvi bit jednobajtnog prijenosa. To znači da je podatkovni vod izvan aktivnosti. Stanje neaktivnosti obično ima logičku visinu, tako da je početni bit logički nizak. Početna bit - bit informacija o usluzi. To znači da olakšava vezu između prijemnika i predajnika, ali ne prenosi smislene podatke. Stop bit - posljednji bit-bajt prijenos. Njegova logička razina je ista kao i stanje mirovanja signala, to jest, logički maksimum.
Postupak korak po korak
Kako bi se signaliziralo dovršenje paketa podataka kojega šalje UART, on povezuje liniju prijenosa podataka od niskog napona do visokog napona preko dva bitatrajanje.
Opis sučelja UART:
UART prenosi podatke paralelno s podatkovnom sabirnicom i dodaje početni bit, bit pariteta i zaustavni bit (e) u okvir podataka.Cijeli paket se šalje sekvencijalno od odašiljanja do prijemnog UART-a, koji proizvodi uzorak podatkovne linije s unaprijed konfiguriranom brzinom prijenosa podataka. Prihvaća UART odbacuje početni bit, bit pariteta i zaustavni bit iz podatkovnog okvira, pretvara serijske podatke natrag u paralelno, prenosi ih na sabirnicu podataka na strani primatelja. Pretvara primljene bajtove iz računala preko paralelnih krugova u jedan uzastopni bitstream za izlazni prijenos. Kada ulaz šalje tok sekvencijalnih bitova u bajtove koje računalo obrađuje. Dodaje izlazni bit pariteta (ako je odabran), provjerava paritet ulaznih bajtova (ako je odabran), odbacuje bit pariteta. Dodaje razdjelnike na početak i kraj izlaza, uklanja ih iz dolaznih prijenosa.
Prednosti i nedostaci
Komunikacijski protokol nije savršen, ali UART je prilično dobar u onome što rade. Ovdje su neke od prednosti i mane koje će vam pomoći da odlučite odgovaraju li vašim projektnim potrebama: Prednosti:Koriste se samo dvije žice. Nema sinkronizacijskog signala. Ima paritetni bit za provjeru pogrešaka. Struktura paketa podataka može se promijeniti ako su za nju konfigurirane obje strane. Dobro dokumentirana i široko korištena metoda.Nedostaci:
Veličinaokvir podataka ograničen je na najviše 9 bita. Ne podržava više podređenih ili višestrukih glavnih sustava.Osim toga, brzina prijenosa podataka svakog UDC Arduino sučelja mora biti unutar 10% međusobno.
