UART interfeiss: apraksts, izmantošana

Atcerieties, kad bija printeri, peles un modemibiezi kabeļi ar šīm lielajām neveiklām savienotājierīcēm? Tos, kas burtiski bija ieskrūvē datorā? Tik maz cilvēki zina, ka šie UART komponenti tika izmantoti, lai sazinātos ar datoru. Gandrīz pilnībā aizstāja šos vecos kabeļus un savienotājus ar USB tehnoloģiju. UART interfeisi, kas aprakstīti šajā rakstā, nav pagātnes priekšmets. Tie tiek izmantoti daudzos DIY elektronikas projektos, lai savienotu GPS, Bluetooth un RFID karšu lasītājus ar Pi, Arduino vai citiem mikrokontrolleri.

UART interfeiss: apraksts

UART nozīmē universālu asinhronuuztvērējs / raidītājs. Šis nav sakaru protokols, piemēram, SPI un I2C, bet gan mikrokontrolleru fiziskā ķēde. Galvenais mērķis ir nosūtīt un saņemt informāciju. Viens no labākajiem tehnoloģijas sasniegumiem ir tas, ka tajā tiek izmantoti tikai divi vadi.

UART interfeisa apraksts

UART interfeiss ir divas ierīces, kassazināties savā starpā. Pārraidošais avots pārvērš informāciju no vadības ierīces, piemēram, centrālā procesora, uz sērijas formu, to pārraida secīgā secībā uz saņemošo UART, kas pārvērš vērtības uz uztverošo ierīci. Lai pārsūtītu informāciju starp divām ierīcēm, ir nepieciešami tikai divi vadi.

Ievads UART komunikācijā

UART RS485 pārraidītt dati asinhroni, kas nozīmē Nrsignāls, lai sinhronizētu bitu produkciju no sūtītāja ierīces uz uztvērēju. Pulksteņa signāla vietā raidītāja UART pievieno nosūtīto pakešu sākuma un beigu bitus. Šie parametri nosaka dokumenta sākumu un beigas.

Kad saņemošais UART atpazīst sākumumazliet, tas sāk nolasīt ienākošos bitus ar noteiktu frekvenci, ko dēvē par pārraides ātrumu. Datu pārsūtīšanas ātrums ir mērīšanas vienībā izteikts ātrums, bits / s. Abām ierīcēm jādarbojas ar aptuveni tādu pašu pārraides ātrumu. Pārraides ātrums starp sūtīšanas un saņemošajām ierīcēm var atšķirties par 10%.

uart, kas tas ir

Abi instrumenti ir jākonfigurē, lai pārsūtītu un saņemtu to pašu paketes struktūru.

UART - kas tas ir un kā tas darbojas?

UART, kas gatavojas pārsūtīt informāciju,saņem no datu kopnes. To lieto, lai nosūtītu informāciju uz citu ierīci, piemēram, procesoru, atmiņu un mikrokontrolleru. Pēc pārraides UART saņem datus no paralēli datu autobusu, tā piebilst sākums mazliet, paritātes, stop biti, izveidojot datu paketi. Tad iepakojums tiek parādīts secīgi, daļās. Saņēmēja UART skan datu biti tās produkciju. Saņemtais UART pārveido informāciju atpakaļ paralēlā formā, noņem sākuma un beigu bitus. Visbeidzot, saņemošais UART pārraida datu paketi paralēli datu kopnei saņēmēja galā.

uart saskarne arduino

Pārvades līnija parasti tiek turēta augstā līmenīja tas nenosūta informāciju. Lai sāktu datu pārsūtīšanu, pārraidītais UART pavada pārraides līniju no augšas uz zemāko uz vienu pulksteņa ciklu. Ja saņemošā UART konstatē augsta vai zemā sprieguma pāreju, tā sāk izlasīt datu bāzē esošos bitus ar bodu ātrumu.

Tehniskās iespējas

Pamata UART sistēma nodrošina uzticamu,mērena ātruma, pilnas dupleksās komunikācijas ar trīs signāliem: Tx (nosūtītie sērijas dati), Rx (saņemtie sērijas dati) un zeme. Atšķirībā no citiem protokoliem, piemēram, SPI un I2C, pulksteņa signāls nav nepieciešams, jo lietotājs nodrošina UART aparatūru ar vajadzīgo laika informāciju.

Tipisks datu signāls UART saskarnes aprakstāVienkārši ir spriegums, kas atrodas starp loģiku zemu un augstu vērtību loģikai. Uztvērējs var pareizi pārvērst šos loģiskos stāvokļus digitālajos datos tikai tad, ja tas zina, kad izmēģināt signālu. To var viegli izdarīt, izmantojot atsevišķu pulksteņa signālu. Piemēram, raidītājs atjaunina datu signālu uz katras priekšējās malas, un pēc tam uztvērējs noņem datus no katras aizmugurējās malas.

UART saskarne ir

Galvenie termini

Sākuma bit ir pirmais bit viens pārraides bitu. Tas norāda, ka datu līnija iziet no dīkstāves stāvokļa. Gaidīšanas stāvoklī parasti ir loģisks augstums, tāpēc sākuma bitums ir loģiski zems.

Sākuma bits ir pakalpojuma informācijas bits. Tas nozīmē, ka tas atvieglo sakarus starp uztvērēju un raidītāju, bet nenosūta nozīmīgus datus.

Pārtraukuma bits ir pēdējais bitu pārneses bits. Tās loģiskais līmenis ir tāds pats kā signāla dīkstāves stāvoklis, tas ir, loģiskais maksimums.

Sīkāka procedūra

Lai signalizētu datu paketes aizpildīšanu, nosūtošais UART savieno datu pārraidi no zemā sprieguma līdz augsta sprieguma diviem bitiem.

UART USB interfeiss

UART saskarnes apraksts:

  1. Pārraidošais UART saņem paralēli datus no datu kopnes un pievieno datu bāzei starta bitu, paritātes bitu un stopbitus (-us).

  2. Visu paketi secīgi nosūta no pārraides uz saņemošo UART, kurā tiek atlasīta datu līnija ar iepriekš konfigurētu datu pārraides ātrumu.

  3. Saņemtais UART no datu bāzes pārtrauc sākuma bitu, paritātes bitu un stop bitu, pārvērš seriālos datus paralēli, pārraida tos uz datu saņēmēja pusē esošo datu kopni.

  4. Pārveido saņemtos bitus no datora, izmantojot paralēlas shēmas, vienā sērijas bitstream par izejošo pārraidi.

  5. Ja ienākošā pārraide pārvērš seriālo bitu plūsmu baitos, ko dators apstrādā.

  6. Pievieno paritātes bitu (ja tas tika izvēlēts) izejošos pārskaitījumus, ienākošie pārbaudes paritātes baiti (ja izvēlēts) noliek paritātes bits.

  7. Pievieno izejošo sākuma un beigu norobežotājus, noņem tos no ienākošajiem pārskaitījumiem.

Priekšrocības un trūkumi

Komunikācijas protokols nav perfekts, bet UART ir diezgan labs par to, ko viņi dara. Šeit ir dažas priekšrocības un trūkumi, kas palīdzēs izlemt, vai tie atbilst jūsu projekta vajadzībām:

Priekšrocības:

  • Izmanto tikai divus vadus.

  • Nav sinhronizācijas signāla.

  • Ir paritātes bits, lai pārbaudītu kļūdas.

  • Datu paketes struktūru var mainīt, ja abām pusēm tas ir konfigurēts.

  • Labi dokumentēta un plaši izmantota metode.

Trūkumi:

  • Datu rāmja izmērs nepārsniedz 9 bitus.

  • Neatbalsta vairākas pakārtotas vai vairākas galvenās sistēmas.

Turklāt katram UART interfeisa Arduino datu pārraides ātrumam jābūt 10% no otra.