BAZAT E KOMUNIKIMIT UART: 16 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Mos harroni kur printerët, minjtë dhe modemët kishin kabllo të trashë me ato lidhës të mëdhenj të ngathët? Ato që fjalë për fjalë duheshin futur në kompjuterin tuaj? Ato pajisje ndoshta kanë përdorur UART për të komunikuar me kompjuterin tuaj. Ndërsa USB pothuajse i ka zëvendësuar kabllot dhe lidhësit e vjetër, UARTs nuk janë një gjë e së kaluarës. Do të gjeni UART që përdoren në shumë projekte elektronike DIY për të lidhur module GPS, module Bluetooth dhe module të lexuesit të kartave RFID me Raspberry Pi, Arduino ose mikrokontrollues të tjerë.

UART qëndron për Marrës/Transmetues Universal Asinkron. Nuk është një protokoll komunikimi si SPI dhe I2C, por një qark fizik në një mikrokontrollues, ose një IC të pavarur. Qëllimi kryesor i një UART është transmetimi dhe marrja e të dhënave serike.

Një nga gjërat më të mira në lidhje me UART është se ai përdor vetëm dy tela për të transmetuar të dhëna midis pajisjeve. Parimet pas UART janë të lehta për tu kuptuar, por nëse nuk e keni lexuar pjesën e parë të kësaj serie, Bazat e Protokollit të Komunikimit SPI, kjo mund të jetë një vend i mirë për të filluar.

Hapi 1: HYRJE N TO KOMUNIKIMIN UART

Në komunikimin UART, dy UART komunikojnë drejtpërdrejt me njëri -tjetrin. UART transmetues konverton të dhënat paralele nga një pajisje kontrolluese si një CPU në formë serike, i transmeton ato në seri në UART marrëse, e cila më pas i konverton të dhënat serike përsëri në të dhëna paralele për pajisjen marrëse. Vetëm dy tela nevojiten për të transmetuar të dhëna midis dy UART -ve. Të dhënat rrjedhin nga kunja Tx e UART transmetuese në kunjin Rx të UART marrës:

Hapi 2: Të dhënat rrjedhin nga kunja Tx e UART transmetuese në kunjin Rx të UART marrës:

Hapi 3:

UARTs transmetojnë të dhëna në mënyrë asinkrone, që do të thotë se nuk ka asnjë sinjal orësh për të sinkronizuar daljen e bitëve nga UART transmetues në marrjen e mostrave të bitëve nga UART pranues. Në vend të një sinjali të orës, UART transmetues shton bit të fillimit dhe ndalimit në paketën e të dhënave që transferohet. Këto bite përcaktojnë fillimin dhe fundin e paketës së të dhënave në mënyrë që UART marrësi të dijë kur të fillojë të lexojë bitët.

Kur UART pranues zbulon një bit fillestar, ai fillon të lexojë bitët në hyrje me një frekuencë specifike të njohur si shpejtësia e baudit. Shkalla Baud është një masë e shpejtësisë së transferimit të të dhënave, e shprehur në bit për sekondë (bps). Të dy UART -et duhet të funksionojnë me të njëjtën normë baud. Shkalla e baudit midis UART -ve transmetuese dhe marrëse mund të ndryshojë vetëm me rreth 10% para se koha e bitëve të jetë shumë larg.

Hapi 4:

Të dy UART -et gjithashtu duhet të konfigurohen për të transmetuar dhe marrë të njëjtën strukturë të paketave të të dhënave.

Hapi 5: SI PUNON UART

UART që do të transmetojë të dhëna i merr të dhënat nga një autobus i të dhënave. Autobusi i të dhënave përdoret për të dërguar të dhëna në UART nga një pajisje tjetër si një CPU, memorie ose mikrokontrollues. Të dhënat transferohen nga autobusi i të dhënave në UART transmetues në formë paralele. Pasi UART transmetues merr të dhënat paralele nga autobusi i të dhënave, shton një bit fillestar, një bit pariteti dhe një bit ndalues, duke krijuar paketën e të dhënave. Tjetra, paketa e të dhënave del në mënyrë serike, pak nga pak në kunjin Tx. UART pranues i lexon pakot e të dhënave pak nga pak në kunjin e tij Rx. UART -i pranues i kthen të dhënat përsëri në formë paralele dhe heq bit -in e fillimit, bitin e paritetit dhe bitin stop. Së fundi, UART pranues transferon paketën e të dhënave paralelisht me autobusin e të dhënave në skajin e marrjes:

Hapi 6: Imazhi Si Punon UART

Hapi 7:

Të dhënat e transmetuara nga UART organizohen në pako. Çdo paketë përmban 1 bit fillestar, 5 deri në 9 bit të dhënash (në varësi të UART), një bit pariteti opsional dhe 1 ose 2 bit stop:

Hapi 8: Të dhënat e transmetuara nga UART organizohen në imazhe të paketave

Hapi 9:

FILLO BIT

Linja e transmetimit të të dhënave UART mbahet normalisht në një nivel të tensionit të lartë kur nuk transmeton të dhëna. Për të filluar transferimin e të dhënave, UART transmetues tërheq vijën e transmetimit nga lartë në të ulët për një cikël sahati. Kur UART marrëse zbulon kalimin e tensionit të lartë në të ulët, fillon të lexojë bitët në kornizën e të dhënave me frekuencën e shpejtësisë së baudit.

KORNIZA E TAT DHNAVE

Korniza e të dhënave përmban të dhënat aktuale që transferohen. Mund të jetë 5 bit deri në 8 bit nëse përdoret një bit barazie. Nëse nuk përdoret asnjë bit barazie, korniza e të dhënave mund të jetë e gjatë 9 bit. Në shumicën e rasteve, të dhënat dërgohen së pari me bitin më pak të rëndësishëm.

PARITETI

Pariteti përshkruan barazinë ose çuditshmërinë e një numri. Bit -i i barazisë është një mënyrë që UART -i marrës të tregojë nëse ndonjë e dhënë ka ndryshuar gjatë transmetimit. Bitet mund të ndryshohen nga rrezatimi elektromagnetik, normat e papërshtatshme të baudit ose transferimet e të dhënave në distanca të gjata. Pasi UART pranues lexon kornizën e të dhënave, ai numëron numrin e bitëve me një vlerë 1 dhe kontrollon nëse totali është një numër çift ose tek. Nëse biti i paritetit është 0 (madje pariteti), 1 bitët në kornizën e të dhënave duhet të arrijnë në një numër çift. Nëse biti i paritetit është 1 (paritet tek), 1 bitët në kornizën e të dhënave duhet të arrijnë në një numër tek. Kur biti i barazisë përputhet me të dhënat, UART e di që transmetimi ishte pa gabime. Por nëse biti i paritetit është 0, dhe totali është tek; ose biti i paritetit është 1, dhe totali është i barabartë, UART e di që bitët në kornizën e të dhënave kanë ndryshuar.

STOP BITS

o sinjalizoni fundin e paketës së të dhënave, UART dërgues drejton linjën e transmetimit të të dhënave nga një tension i ulët në një tension të lartë për të paktën dy kohëzgjatje bit.

Hapi 10: HAPAT E TRANSMISIONIT UART

1. UART transmetues merr të dhëna paralelisht nga autobusi i të dhënave:

Hapi 11: Transmetimi i imazhit UART merr të dhëna paralelisht nga autobusi i të dhënave

Hapi 12: 2. Transmetimi UART Shton Bit -in e Fillimit, Bit -in e Paritetit, dhe Bit -in e Ndalimit në Kornizën e të Dhënave:

Hapi 13: 3. E gjithë Paketa Dërgohet Serialisht Nga UART Transmetuese në UART Marrëse. Mostrat UART Marrin Mostrat e Linjës së të Dhënave në Shkallën Baud të Para-konfiguruar:

Hapi 14: 4. Marrja e UART -it Hedh Bit -in e Fillimit, Bit -in e Paritetit dhe Bit -in e Ndalimit nga Korniza e të Dhënave:

Hapi 15: 5. marrja e UART i kthen të dhënat serike në paralele dhe i transferon ato në autobusin e të dhënave në fundin e marrjes:

Hapi 16: Avantazhet dhe disavantazhet e UARTS

Asnjë protokoll komunikimi nuk është i përsosur, por UARTs janë mjaft të mirë në atë që bëjnë. Këtu janë disa të mirat dhe të këqijat për t'ju ndihmuar të vendosni nëse i përshtaten apo jo nevojave të projektit tuaj:

PËRPARËSITË

Përdor vetëm dy tela Nuk është i nevojshëm sinjali i orës Ka një bit pariteti për të lejuar kontrollimin e gabimit Struktura e paketës së të dhënave mund të ndryshohet për sa kohë që të dyja palët janë krijuar për të Metoda e dokumentuar mirë dhe e përdorur gjerësisht DISAVANTAZIT

Madhësia e kornizës së të dhënave është e kufizuar në një maksimum prej 9 bit Nuk mbështet sisteme të shumta skllave ose master të shumtë Normat e baudit të secilit UART duhet të jenë brenda 10% të njëri -tjetrit Vazhdoni në pjesën e tretë të kësaj serie, Bazat e Protokolli i Komunikimit I2C për të mësuar në lidhje me një mënyrë tjetër të komunikimit të pajisjeve elektronike. Ose nëse nuk e keni bërë tashmë, shikoni pjesën e parë, Bazat e Protokollit të Komunikimit SPI.

Dhe si gjithmonë, më tregoni në komente nëse keni pyetje ose ndonjë gjë tjetër për të shtuar! Nëse ju pëlqeu ky artikull dhe doni të shihni më shumë si ai, sigurohuni që të ndiqni

Të fala

M. Junaid