UART ÜSTÜNÜN ƏSASLARI: 16 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Yazıcıların, siçanların və modemlərin o böyük yapışqan konnektorlar ilə qalın kabellərə malik olduğunu xatırlayırsınızmı? Kompüterinizə girmək məcburiyyətində qalanlar? Bu cihazlar, ehtimal ki, kompüterinizlə ünsiyyət qurmaq üçün UART -lərdən istifadə edirdi. USB köhnə kabelləri və bağlayıcıları demək olar ki, tamamilə əvəz etsə də, UART -lər heç də keçmişdə qalmayıb. GPS modullarını, Bluetooth modullarını və RFID kart oxuyan modullarını Raspberry Pi, Arduino və ya digər mikrokontrolörlərə bağlamaq üçün bir çox DIY elektronika layihələrində istifadə olunan UART -ları tapa bilərsiniz.

UART Universal Asenkron Alıcı/Verici deməkdir. SPI və I2C kimi bir ünsiyyət protokolu deyil, mikrokontrolördəki fiziki bir dövrə və ya müstəqil bir IC. UART -ın əsas məqsədi serial məlumatlarını ötürmək və almaqdır.

UART -ın ən yaxşı cəhətlərindən biri, cihazlar arasında məlumat ötürmək üçün yalnız iki teldən istifadə etməsidir. UART -ın arxasındakı prinsipləri başa düşmək asandır, ancaq bu seriyanın birinci hissəsini, SPI Əlaqə Protokolunun Əsaslarını oxumamısınızsa, bu başlamaq üçün yaxşı bir yer ola bilər.

Addım 1: UART Əlaqəsinə GİRİŞ

UART ünsiyyətində iki UART birbaşa bir -biri ilə əlaqə qurur. Göndərən UART, paralel məlumatları CPU kimi bir nəzarət cihazından ardıcıl formaya çevirir, ardıcıl olaraq qəbul edən UART -a ötürür, sonra serial məlumatları yenidən qəbul cihazı üçün paralel məlumatlara çevirir. İki UART arasında məlumat ötürmək üçün yalnız iki telə ehtiyac var. Məlumat ötürücü UART -ın Tx pinindən alıcı UART -ın Rx pininə axır:

Addım 2: Verən UART -ın Tx Pinindən Qəbul edən UART -ın Rx Pininə qədər Məlumat Akışları:

Addım 3:

UART -lar məlumatları asinxron şəkildə ötürürlər, bu da ötürücü UART -dan bitlərin qəbulunu qəbul edən UART tərəfindən bitlərin seçilməsinə sinxronizasiya etmək üçün heç bir saat siqnalının olmaması deməkdir. Saat siqnalı əvəzinə ötürücü UART, ötürülən məlumat paketinə başlanğıc və dayandırma bitləri əlavə edir. Bu bitlər məlumat paketinin başlanğıcını və sonunu təyin edir, buna görə qəbul edən UART bitləri oxumağa nə vaxt başlayacağını bilir.

Qəbul edən UART bir başlanğıc biti algıladığında, daxil olan bitləri baud dərəcəsi olaraq bilinən müəyyən bir tezlikdə oxumağa başlayır. Baud dərəcəsi, saniyədə bit (bps) ilə ifadə olunan məlumat ötürmə sürətinin bir ölçüsüdür. Hər iki UART təxminən eyni sürətlə işləməlidir. Göndərən və alan UART -lər arasındakı ötürmə tezliyi, bitlərin vaxtı çox uzaqlaşmadan əvvəl təxminən 10% fərqlənə bilər.

Addım 4:

Hər iki UART eyni məlumat paket quruluşunu ötürmək və almaq üçün konfiqurasiya edilməlidir.

Addım 5: UART NECƏ İŞLƏYİR

Məlumat ötürəcək UART, məlumatları bir avtobusdan alır. Məlumat avtobusu, məlumatları CPU, yaddaş və ya mikro nəzarətçi kimi başqa bir cihazla UART -a göndərmək üçün istifadə olunur. Məlumatlar məlumat avtobusundan paralel olaraq ötürücü UART -a ötürülür. Göndərən UART, məlumat avtobusundan paralel məlumatlar əldə etdikdən sonra, məlumat paketini yaradan bir başlanğıc biti, bir parite biti və bir bit biti əlavə edir. Daha sonra, məlumat paketi Tx pinində tədricən ardıcıl olaraq çıxarılır. Qəbul edən UART, məlumat paketini Rx pinində tədricən oxuyur. Qəbul edən UART sonra məlumatları yenidən paralel formaya çevirir və başlanğıc bitini, paritet bitini və dayanma bitlərini çıxarır. Nəhayət, qəbul edən UART, məlumat paketini qəbuledici tərəfdəki məlumat avtobusuna paralel olaraq köçürür:

Addım 6: UART -ın necə işlədiyini göstərin

Addım 7:

UART ötürülən məlumatlar paket şəklində təşkil edilir. Hər paketdə 1 başlanğıc biti, 5 -dən 9 -a qədər məlumat biti (UART -dan asılı olaraq), isteğe bağlı parite biti və 1 və ya 2 dayanma biti var:

Addım 8: UART tərəfindən ötürülən məlumatlar paket görüntüsündə təşkil edilir

Addım 9:

BIT BAŞLAYIN

UART məlumat ötürmə xətti ümumiyyətlə məlumat ötürülməyən zaman yüksək gərginlik səviyyəsində saxlanılır. Məlumat ötürülməsinə başlamaq üçün ötürücü UART ötürmə xəttini bir saat dövrü üçün yuxarıdan aşağıya çəkir. Qəbul edən UART yüksəkdən aşağı gərginliyə keçid algıladıqda, məlumat sürətindəki bitləri baud sürətinin tezliyində oxumağa başlayır.

DATA Çərçivəsi

Məlumat çərçivəsi köçürülən faktiki məlumatları ehtiva edir. Bir parite bit istifadə edildikdə 5 bitdən 8 bitə qədər ola bilər. Heç bir paritet bit istifadə edilmirsə, məlumat çərçivəsi 9 bit uzunluğunda ola bilər. Əksər hallarda, məlumatlar əvvəlcə ən az əhəmiyyətli bit ilə göndərilir.

DÖVRƏT

Parite, bir ədədin bərabərliyini və ya təkliyini təsvir edir. Parite biti, qəbul edən UART üçün ötürülmə zamanı hər hansı bir məlumatın dəyişib dəyişmədiyini söyləmək üçün bir yoldur. Bitlər elektromaqnit şüalanması, uyğun olmayan ötürmə dərəcələri və ya uzun məsafəli məlumat ötürülməsi ilə dəyişdirilə bilər. Qəbul edən UART, məlumat çərçivəsini oxuduqdan sonra 1 dəyəri olan bitlərin sayını hesablayır və cəmin cüt və ya tək ədəd olub olmadığını yoxlayır. Parite biti 0 (cüt parite) olarsa, məlumat çərçivəsindəki 1 bit cəmi bir rəqəmə bərabər olmalıdır. Parite biti 1 (tək paritet) olarsa, məlumat çərçivəsindəki 1 bit tək bir rəqəmə bərabər olmalıdır. Paritet bit məlumatlara uyğun gəldikdə, UART ötürmənin səhvsiz olduğunu bilir. Ancaq parite biti 0 olarsa və cəmi tək olarsa; və ya parite biti 1 -dir və cəmi bərabərdir, UART məlumat çərçivəsindəki bitlərin dəyişdiyini bilir.

BITS DUR

Məlumat paketinin bitdiyini bildirən, göndərən UART, məlumat ötürmə xəttini aşağı gərginlikdən yüksək gərginliyə ən azı iki bit uzunluğunda aparır.

Addım 10: UART SÖNMƏSİNİN ADIMLARI

1. Göndərən UART, məlumat avtobusundan paralel olaraq məlumat alır:

Addım 11: Şəkil Göndərən UART Məlumat Verilişindən Paralel olaraq Məlumat Alır

Addım 12: 2. Göndərən UART Məlumat Çərçivəsinə Başlanğıc Bitini, Paritet Bitini və Durdurma Bitini (lərini) əlavə edir:

Addım 13: 3. Bütün Paket, Göndərən UART -dan Qəbul edən UART -a Serial Göndərilir. Qəbul edilən UART Məlumat Xəttini Əvvəlcədən Konfiqurasiya Edilmiş Baud Oranında Nümunələyir:

Addım 14: 4. Qəbul edən UART, Məlumat Çərçivəsindən Başlanğıc Bitini, Parite Bitini və Stop Bitini atır:

Addım 15: 5. Qəbul edən UART, Serial Məlumatlarını Paralelə Dönüştürür və Alınan Məlumat Avtobusuna köçürür:

Addım 16: UARTLARIN AVANTAJLARI VƏ DƏZƏRLİKLƏRİ

Heç bir ünsiyyət protokolu mükəmməl deyil, ancaq UART -lar etdikləri işlərdə olduqca yaxşıdırlar. Layihənizin ehtiyaclarına uyğun olub -olmamasına qərar verməyinizə kömək edəcək bəzi müsbət və mənfi cəhətləri təqdim edirik:

AVANTAJLAR

Yalnız iki teldən istifadə edir Saat siqnalına ehtiyac yoxdur Səhvlərin yoxlanılmasına imkan verən paritet bitə malikdir Hər iki tərəf də bunun üçün qurulduğu müddətcə Məlumat paketinin quruluşu Yaxşı sənədləşdirilmiş və geniş istifadə olunan Dezavantajları

Məlumat çərçivəsinin ölçüsü maksimum 9 bitlə məhduddur. Birdən çox qul və ya birdən çox master sistemini dəstəkləmir. Hər UART -ın ötürmə dərəcələri bir -birinin 10% -i daxilində olmalıdır Bu seriyanın üçüncü hissəsinə davam edin. I2C Əlaqə Protokolu, elektron cihazların başqa bir əlaqə qurma yolunu öyrənmək üçün. Və ya hələ etməmisinizsə, birinci hissəyə, SPI Əlaqə Protokolunun Əsaslarına baxın.

Həmişə olduğu kimi, əlavə suallarınız və ya əlavə suallarınız varsa şərhlərdə bildirin! Bu yazını bəyənmisinizsə və daha çoxunu görmək istəyirsinizsə, mütləq izləyin

Hörmətlə

M. Cüneyd