Explicación de los conceptos básicos de UART - Protocolo de comunicación y sus aplicaciones

Si recordamos las partes de la computadora antigua como la impresora, el mouse, el teclado relacionado con la ayuda de conectores. El proceso de comunicación entre la computadora y estas partes se puede realizar mediante UART. Universal Serial Bus (USB) cambió todo tipo de principios de comunicación en las computadoras. Pero, UART todavía se usa en las aplicaciones declaradas anteriormente. Casi todos los tipos de arquitecturas de microcontroladores tienen hardware UART incorporado para la comunicación en serie y usan solo dos cables para la comunicación. Este artículo explica qué es UART, Cómo funciona la UART, la diferencia entre comunicación serial y paralela, diagrama de bloques UARTComunicación UART, Interfaz UART, Aplicaciones, Ventajas y Desventajas.

¿Qué es UART?

el es Descarga el formulario UART completo es un "receptor/transmisor asíncrono universal" y es un IC integrado en un microcontrolador pero no como un protocolo de comunicación (I2C y SPI). La función principal de UART es la comunicación de datos en serie. En UART, la comunicación entre dos dispositivos se puede realizar de dos maneras, a saber, comunicación de datos en serie y comunicación de datos en paralelo.

Comunicación serie y paralelo

En la comunicación de datos en serie, los datos se pueden transferir a través de un cable o línea en forma de bit a bit y solo requiere dos cables. La comunicación de datos en serie es barata en comparación con la comunicación en paralelo. Requiere menos circuitos y cables. Por lo tanto, esta comunicación es muy útil en circuitos combinacionales en comparación con la comunicación en paralelo.

En la comunicación de datos en paralelo, los datos se pueden transferir a través de varios cables al mismo tiempo. La comunicación de datos en paralelo es costosa y muy rápida, ya que requiere hardware y cables adicionales. Los mejores ejemplos de esta comunicación son las impresoras antiguas, PCI, RAM, etc.

diagrama de bloques UART

Un diagrama de bloques UART consta de dos componentes, a saber, el transmisor y el receptor que se muestran a continuación. La parte del transmisor consta de tres bloques, a saber, el registro de retención de transmisión, el registro de transferencia y también la lógica de control. Además, la sección de adquisición incluye un registro de retención de adquisición, un registro de desplazamiento y lógica de control. Estas dos partes generalmente las proporciona un generador de velocidad en baudios. Este generador se utiliza para generar la velocidad cuando la sección del transmisor y la sección del receptor necesitan transmitir o recibir los datos.

El registro de retención en el transmisor incluye los bytes de datos a transmitir. Los registros de desplazamiento del transmisor y el receptor desplazan los bits hacia la derecha o hacia la izquierda hasta que se transmite o recibe un byte de datos. La lógica de control de lectura (o) escritura se utiliza para saber cuándo leer o escribir.

El generador de velocidad de transmisión entre el transmisor y el receptor genera una velocidad de 110 bps a 230400 bps. Por lo general, las tasas de baudios de los microcontroladores son de 9600 a 115200.

Comunicaciones UART

En esta comunicación, hay dos tipos de UART disponibles, es decir, UART de transmisión y UART de recepción, y la comunicación entre estos dos se puede realizar directamente entre sí. Para ello bastan dos cables para comunicar entre dos UARTs. El flujo de datos provendrá de los pines de transmisión (Tx) y recepción (Rx) de los UART. En UART, la transmisión de datos desde Tx UART a Rx UART se puede realizar de forma síncrona (no hay señal CLK para sincronizar los bits o/pa).

Los datos se pueden transmitir desde UART utilizando el bus de datos en forma paralela a otros dispositivos como microcontrolador, memoria, procesador, etc. Después de recibir los datos paralelos del bus, forma un paquete de datos agregando tres bits como inicio, parada y paridad. Lee el paquete de datos bit a bit y convierte los datos recibidos en forma paralela para descartar los tres bits del paquete de datos. Finalmente, el paquete de datos recibido por la UART se transfiere en paralelo al bus de datos recibido.

bit de inicio

El bit de inicio que se coloca antes de los datos reales también se denomina bit de sincronización. Normalmente, una línea de datos inactiva se conduce a un nivel de alto voltaje. Para iniciar la transmisión de datos, el UART de transmisión extrae la línea de datos de un nivel de alto voltaje (1) a un nivel de bajo voltaje (0). Get UART nota esta transformación de mayor a menor en la línea de datos y comienza a comprender los datos reales. Por lo general, solo hay un pequeño iniciador.

bit de parada

El bit de parada se coloca al final del paquete de datos. Este bit suele tener una longitud de 2 bits, pero a menudo se usa en un solo bit. Para detener la transmisión, el UART la línea de datos mantiene alto voltaje.

bit de paridad

El bit de paridad permite al receptor asegurarse de que los datos recopilados sean correctos o no. Es un sistema de verificación de errores de bajo nivel y el bit de paridad está disponible en dos rangos, como paridad par y paridad impar. De hecho, este bit no se usa mucho, por lo que no es necesario.

Un bit de datos o marco de datos

Los bits de datos incluyen los datos reales transmitidos desde el remitente al receptor. La longitud de la trama de datos puede estar entre 5 y 8. Si no se utiliza el bit de paridad, la longitud de la trama de datos puede ser de 9 bits. Por lo general, LSB de los datos se transmite primero, luego es muy útil para la transmisión.

Interfaz UART

La siguiente figura muestra una interfaz UART con un microcontrolador. La comunicación UART se puede realizar utilizando tres señales, como TXD, RXD y GND.

Usando esto, podemos revelar texto en una computadora personal desde la placa del microcontrolador 8051, así como también desde el módulo UART. En la placa 8051, hay dos interfaces seriales como UART0 y UART1. Aquí se utiliza la interfaz UART0. El pin Tx transmite la información a la computadora y el pin Rx recibe la información de la computadora. La tasa de baudios se puede utilizar para indicar las velocidades del microcontrolador y de la computadora. La transmisión y recepción de datos se puede realizar correctamente cuando las tasas de baudios del microcontrolador y la computadora son similares.

aplicaciones UART

UART generalmente se usa en microcontroladores para propósitos específicos, y estos también están disponibles en varios dispositivos de comunicación como comunicación inalámbrica, unidades GPS, módulo Bluetooth y muchas otras aplicaciones.

Los estándares de comunicación como RS422 y TIA se utilizan en UART en lugar de RS232. Por lo general, un UART es un circuito integrado separado que se utiliza en Comunicación serie UART.

Ventajas y desventajas de UART

Las ventajas y desventajas de UART incluyen las siguientes

• Requiere solo dos cables para la comunicación de datos.
• La señal CLK no es necesaria.
• Incluye un bit de paridad para la comprobación de errores.
• El diseño de los paquetes de datos se puede cambiar ya que ambas superficies están configuradas para esto
• El tamaño de la trama de datos es un máximo de 9 bits
• No hay sistemas multi-esclavo (o) maestro
• La tasa de baudios de cada UART debe estar dentro del 10% entre sí

Así que esta es una descripción general de Transceptor asíncrono universal (UART) es una de las interfaces básicas que proporciona una comunicación simple, rentable y consistente entre el microcontrolador y la PC. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuáles son? pasador UART?