Giao tiếp UART là gì

UART hay bộ thu-phát không đồng điệu đa năng là một trong những hình thức tiếp xúc kỹ thuật số giữa thiết bị với thiết bị đơn thuần và truyền kiếp nhất. Bạn hoàn toàn có thể tìm thấy những thiết bị UART trong một phần của mạch tích hợp ( IC ) hoặc dưới dạng những thành phần riêng không liên quan gì đến nhau. Các UART tiếp xúc giữa hai nút riêng không liên quan gì đến nhau bằng cách sử dụng một cặp dẫn và một nối đất chung .

Hướng dẫn giao tiếp UART

Vì nó là thiết lập phổ quát nên chúng ta có thể định cấu hình UART để hoạt động với nhiều loại giao thức nối tiếp khác nhau. UART đã được điều chỉnh thành các đơn vị chip đơn vào đầu những năm 1970, bắt đầu với Western Digital’s WD1402A.

Bạn đang đọc: Giao tiếp UART là gì

Trong một sơ đồ tiếp xúc UART :

  1. Chân Tx ( truyền ) của một chip liên kết trực tiếp với chân Rx ( nhận ) của chip kia và ngược lại. Thông thường, quy trình truyền sẽ diễn ra ở 3.3 V hoặc 5V. UART là một giao thức một master, một slave, trong đó một thiết bị được thiết lập để tiếp xúc với duy nhất một thiết bị khác .
  1. Dữ liệu truyền đến và đi từ UART song song với thiết bị tinh chỉnh và điều khiển ( ví dụ : CPU ) .
  1. Khi gửi trên chân Tx, UART tiên phong sẽ dịch thông tin song song này thành tiếp nối đuôi nhau và truyền đến thiết bị nhận .
  1. UART thứ hai nhận tài liệu này trên chân Rx của nó và đổi khác nó trở lại thành song song để tiếp xúc với thiết bị điều khiển và tinh chỉnh của nó .

UART truyền tài liệu tiếp nối đuôi nhau, theo một trong ba chính sách :

– Full duplex : Giao tiếp đồng thời đến và đi từ mỗi master và slave

– Half duplex : Dữ liệu đi theo một hướng tại một thời gian

– Simplex : Chỉ tiếp xúc một chiều

Dữ liệu truyền qua UART được tổ chức triển khai thành những gói. Mỗi gói chứa 1 bit khởi đầu, 5 đến 9 bit dữ liệu ( tùy thuộc vào UART ), một bit chẵn lẻ tùy chọn và 1 hoặc 2 bit dừng .

Bit mở màn
Đường truyền tài liệu UART thường được giữ ở mức điện áp cao khi không truyền tài liệu. Để khởi đầu truyền tài liệu, UART truyền sẽ kéo đường truyền từ mức cao xuống mức thấp trong một chu kỳ luân hồi clock. Khi UART nhận phát hiện sự quy đổi điện áp cao xuống thấp, nó bắt đầu đọc những bit trong khung tài liệu ở tần số của vận tốc truyền .

Khung dữ liệu

Khung tài liệu chứa dữ liệu thực tiễn được chuyển. Nó hoàn toàn có thể dài từ 5 bit đến 8 bit nếu sử dụng bit chẵn lẻ. Nếu không sử dụng bit chẵn lẻ, khung tài liệu hoàn toàn có thể dài 9 bit. Trong hầu hết những trường hợp, tài liệu được gửi với bit ít quan trọng nhất thứ nhất .
Bit chẵn lẻ
Bit chẵn lẻ là một cách để UART nhận cho biết liệu có bất kỳ dữ liệu nào đã đổi khác trong quy trình truyền hay không. Bit hoàn toàn có thể bị biến hóa bởi bức xạ điện từ, vận tốc truyền không khớp hoặc truyền tài liệu khoảng cách xa. Sau khi UART nhận đọc khung tài liệu, nó sẽ đếm số bit có giá trị là 1 và kiểm tra xem tổng số là số chẵn hay lẻ. Nếu bit chẵn lẻ là 0 ( tính chẵn ), thì tổng những bit 1 trong khung tài liệu phải là một số chẵn. Nếu bit chẵn lẻ là 1 ( tính lẻ ), những bit 1 trong khung tài liệu sẽ tổng thành một số lẻ. Khi bit chẵn lẻ khớp với tài liệu, UART sẽ biết rằng quy trình truyền không có lỗi. Nhưng nếu bit chẵn lẻ là 0 và tổng là số lẻ ; hoặc bit chẵn lẻ là 1 và tổng số là chẵn, UART sẽ biết rằng những bit trong khung tài liệu đã biến hóa .

Bit dừng
Để báo hiệu sự kết thúc của gói dữ liệu, UART gửi sẽ điều khiển và tinh chỉnh đường truyền tài liệu từ điện áp thấp đến điện áp cao trong tối thiểu khoảng chừng 2 bit .

Có thể tóm tắt lại như sau. Quá trình truyền tài liệu diễn ra dưới dạng những gói dữ liệu, mở màn bằng một bit mở màn, đường mức cao được kéo xuống đất. Sau bit mở màn, năm đến chín bit tài liệu truyền trong khung tài liệu của gói, theo sau là bit chẵn lẻ tùy chọn để xác định việc truyền tài liệu thích hợp. Cuối cùng, một hoặc nhiều bit dừng được truyền ở nơi đường đặt ở mức cao. Như vậy là kết thúc một gói .

UART là giao thức không đồng nhất, do đó không có đường clock nào kiểm soát và điều chỉnh vận tốc truyền tài liệu. Người dùng phải đặt cả hai thiết bị để tiếp xúc ở cùng vận tốc. Tốc độ này được gọi là vận tốc truyền, được bộc lộ bằng bit trên giây hoặc bps. Tốc độ truyền biến hóa đáng kể, từ 9600 baud đến 115200 và hơn nữa. Tốc độ truyền giữa UART truyền và nhận chỉ hoàn toàn có thể chênh lệch khoảng chừng 10 % trước khi thời hạn của những bit bị lệch quá xa .

Mặc dù UART là giao thức cũ và chỉ hoàn toàn có thể tiếp xúc giữa một master và slave duy nhất, nhưng nó dễ thiết lập và cực kỳ linh động. Do đó, bạn hoàn toàn có thể gặp nó khi thao tác với những dự án Bất Động Sản vi tinh chỉnh và điều khiển. UART hoàn toàn có thể là một phần của mạng lưới hệ thống mà bạn sử dụng hàng ngày, mà hoàn toàn có thể bạn không nhận ra .

Ưu và nhược điểm của UART

Không có giao thức truyền thông online nào là hoàn hảo nhất, nhưng UART triển khai khá tốt việc làm của nó. Dưới đây là 1 số ít ưu và điểm yếu kém để giúp bạn quyết định hành động xem nó có tương thích với nhu yếu của bạn hay không :

Ưu điểm
Chỉ sử dụng hai dây
Không cần tín hiệu clock
Có một bit chẵn lẻ để cho phép kiểm tra lỗi
Cấu trúc của gói dữ liệu hoàn toàn có thể được đổi khác miễn là cả hai bên đều được thiết lập cho nó
Phương pháp có nhiều tài liệu và được sử dụng thoáng đãng

Nhược điểm

Xem thêm: EMERGENCY là gì? -định nghĩa EMERGENCY

Kích thước của khung tài liệu được số lượng giới hạn tối đa là 9 bit
Không tương hỗ nhiều mạng lưới hệ thống slave hoặc nhiều mạng lưới hệ thống master
Tốc độ truyền của mỗi UART phải nằm trong khoảng chừng 10 % của nhau

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments