UART БАЙЛАНЫСЫНЫҢ НЕГІЗДЕРІ: 16 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Есіңізде болсын, принтерлерде, тышқандарда және модемдерде сол үлкен коннекторлары бар қалың кабельдер болған. Компьютерге сөзбе -сөз кіргізуге тура келгендер? Бұл құрылғылар сіздің компьютермен байланысу үшін UARTs қолданған шығар. USB ескі кабельдер мен қосқыштарды толықтай дерлік ауыстырды, бірақ UART -тер өткеннің еншісінде емес. Сіз GPS модульдерін, Bluetooth модульдерін және RFID картасын оқу модульдерін Raspberry Pi, Arduino немесе басқа микроконтроллерлерге қосу үшін DIY электроникасының көптеген жобаларында қолданылатын UART -ты таба аласыз.

UART әмбебап асинхронды қабылдағыш/таратқышты білдіреді. Бұл SPI және I2C сияқты байланыс протоколы емес, микроконтроллердегі физикалық схема немесе жеке IC. UART -тың негізгі мақсаты - сериялық деректерді беру және алу.

UART -тің ең жақсы жақтарының бірі - ол құрылғылар арасында деректерді беру үшін тек екі сымды қолданады. UART принциптерін түсіну оңай, бірақ егер сіз осы серияның бірінші бөлігін, SPI байланыс хаттамасының негіздерін оқымаған болсаңыз, бұл бастау үшін жақсы орын болуы мүмкін.

1 -қадам: UART БАЙЛАНЫСЫНА КІРІСПЕ

UART байланысында екі UART бір -бірімен тікелей байланысады. Жіберуші UART процессор сияқты басқарушы құрылғыдан параллель деректерді сериялық түрге түрлендіреді, оны сериялық түрде қабылдаушы UART -ке жібереді, содан кейін ол сериялық деректерді қабылдаушы құрылғының параллельді деректеріне түрлендіреді. Екі UART арасындағы деректерді беру үшін тек екі сым қажет. Деректер UART жіберуші UX -тің Tx түйреуішінен қабылдаушы UART -тің Rx түйреуішіне ағады:

2 -қадам: Беруші UART -тың Tx түйреуішінен қабылдаушы UART -тің Rx -пиніне дейінгі деректер ағыны:

3 -қадам:

UART деректерді асинхронды түрде жібереді, демек, UART жіберушіден биттерді іріктеуді қабылдаушы UART арқылы синхрондау үшін сағаттық сигнал жоқ. Сағаттық сигналдың орнына UART жіберуші жіберілетін деректер пакетіне іске қосу мен тоқтату биттерін қосады. Бұл биттер деректер пакетінің басы мен соңын анықтайды, сондықтан қабылдаушы UART биттерді оқуды қашан бастау керектігін біледі.

Қабылдаушы UART старт битін анықтаған кезде, ол кіріс жиектерін белгілі бір жиілікте оқудың жылдамдығы деп атай бастайды. Бод жылдамдығы - бұл секундына битпен (bps) көрсетілген деректерді беру жылдамдығының өлшемі. Екі UART де шамамен бірдей жылдамдықта жұмыс істеуі керек. Өткізуші мен қабылдаушы UART арасындағы жіберу жылдамдығы биттердің уақыты тым алыс болғанға дейін шамамен 10% ғана өзгеруі мүмкін.

4 -қадам:

UART -тің екеуі де бірдей деректер пакеті құрылымын беру және алу үшін конфигурациялануы керек.

5 -қадам: UART қалай жұмыс істейді

Деректерді жіберетін UART деректерді шинадан алады. Деректер шинасы UART -ке деректерді процессор, жады немесе микроконтроллер сияқты басқа құрылғы арқылы жіберу үшін қолданылады. Деректер деректер шинасынан параллель түрде UART жіберушіге беріледі. Беруші UART деректер шинасынан параллель деректерді алғаннан кейін, ол деректер пакетін құра отырып, бастау битін, паритетті және тоқтату битін қосады. Содан кейін деректер пакеті Tx түйреуішінде біртіндеп шығарылады. Қабылдаушы UART деректер пакетін Rx түйреуішінде біртіндеп оқиды. Қабылдаушы UART содан кейін деректерді параллель пішінге түрлендіреді және бастапқы бит, паритеттік бит және тоқтату биттерін жояды. Ақырында, қабылдаушы UART деректер пакетін қабылдау аясындағы деректер шинасына параллель береді:

6 -қадам: UART қалай жұмыс істейтіні туралы сурет

7 -қадам:

UART жіберілетін деректер пакеттерге бөлінеді. Әр пакетте 1 бастау биті, 5 -тен 9 -ға дейінгі деректер биті (UART -қа байланысты), қосымша паритет биті және 1 немесе 2 нүктелік бит бар:

8 -қадам: UART жіберетін деректер пакеттер кескінінде реттелген

9 -қадам:

БАСТАУ

UART деректерді беру желісі әдетте деректерді жібермеген кезде жоғары кернеу деңгейінде ұсталады. Деректерді беруді бастау үшін таратушы UART бір сағаттық цикл үшін электр беру желісін жоғарыдан төменге қарай тартады. Қабылдаушы UART жоғарыдан төмен кернеуге ауысуды анықтаған кезде, деректер жиегіндегі биттерді беру жылдамдығының жиілігінде оқи бастайды.

ДЕРЕКТЕРДІҢ ЖЕКЕСІ

Деректер шеңбері тасымалданатын нақты деректерді қамтиды. Егер паритеттік бит қолданылса, ол 5 битке дейін 8 битке дейін болуы мүмкін. Егер паритеттік бит қолданылмаса, деректер фреймінің ұзындығы 9 бит болуы мүмкін. Көп жағдайда деректер алдымен ең аз битпен жіберіледі.

ПАРИТЕТ

Паритет санның жұптылығын немесе тақтығын сипаттайды. Паритеттік разряд - бұл қабылдаушы UART -ке жіберу кезінде қандай да бір деректер өзгергенін хабарлау әдісі. Биттерді электромагниттік сәулелену, сәйкес келмейтін беріліс жылдамдығы немесе алыс қашықтыққа деректер беру арқылы өзгертуге болады. Қабылдаушы UART деректер шеңберін оқығаннан кейін, ол 1 мәні бар биттердің санын есептейді және жиынның жұп немесе тақ сан екенін тексереді. Егер паритеттік бит 0 (жұп жұптық) болса, деректер рамкасындағы 1 бит жұп санға тең болуы керек. Егер паритеттік бит 1 (тақ паритет) болса, деректер шеңберіндегі 1 бит тақ санға тең болуы керек. Паритет биті деректермен сәйкес келген кезде, UART жіберудің қатесіз екенін біледі. Бірақ егер паритеттік бит 0 болса, ал жиын тақ болса; немесе паритеттік бит 1 -ге тең, ал жиынтық жұп, UART деректер шеңберіндегі биттердің өзгергенін біледі.

БИТтерді ТОҚТАТУ

o Деректер пакетінің аяқталуы туралы сигнал береді, UART жіберуші деректерді беру желісін төмен кернеуден жоғары кернеуге дейін кемінде екі разрядқа созады.

10 -қадам: ЖҰРЫҚТЫҢ ҚАДАМДАРЫ

1. Жіберуші UART деректер шинасынан деректерді параллель алады:

11 -қадам: UART кескінін жіберу деректер шинасынан деректерді параллель алады

12 -қадам: 2. UART жіберу Деректер шеңберіне бастапқы бит, паритет биті және тоқтату биттерін қосады:

13 -қадам: 3. Бүкіл пакет беруші UART -дан алушы UART -ке дәйекті түрде жіберіледі. Алынған UART деректер желісін алдын ала конфигурацияланған жылдамдық бойынша таңдайды:

14 -қадам: 4. Қабылдаушы UART деректер рамынан бастапқы бит, паритет биті және тоқтату битін алып тастайды:

15 -қадам: 5. Алушы UART сериялық деректерді параллельге түрлендіреді және оны қабылдау аясындағы деректер шинасына жібереді:

16 -қадам: УАРТТЫҢ АРТЫҚШЫЛЫҒЫ МЕН КЕМШІЛІКТЕРІ

Ешқандай байланыс протоколы мінсіз емес, бірақ UARTs өз істерінде өте жақсы. Міне, сіздің жобаңыздың қажеттіліктеріне сәйкес келетін -келмейтінін шешуге көмектесетін бірнеше артықшылықтары мен кемшіліктері:

АРТЫҚШЫЛЫҚТАР

Тек екі сымды қолданады Сағат сигналын қажет етпейді Қатені тексеруге мүмкіндік беретін паритеттік биті бар, егер оның екі жағы орнатылған болса, деректер пакетінің құрылымын өзгертуге болады.

Деректер шеңберінің көлемі максимум 9 битпен шектелген. Бірнеше қосалқы немесе бірнеше негізгі жүйені қолдамайды. Әр UART -тың жіберу жылдамдығы бір -бірінен 10% шегінде болуы керек. Осы серияның үшінші бөлігіне өтіңіз. I2C байланыс хаттамасы электронды құрылғылардың басқа байланыс тәсілін білу үшін. Немесе егер сізде әлі жоқ болса, SPI байланыс хаттамасының негіздері бөлімін қараңыз.

Және әдеттегідей, егер сізде сұрақтар немесе басқа қосылатын сұрақтар болса, маған түсініктемелерде хабарлаңыз! Егер сізге бұл мақала ұнаған болса және ұнағанын көргіңіз келсе, міндетті түрде жазылыңыз

Құрметпен

М. Жунайд