Giao tiếp UART là gì? Cách thức hoạt động, ưu nhược điểm và các ứng dụng

Bạn đang đọc: Giao tiếp UART là gì? Cách thức hoạt động, ưu nhược điểm và các ứng dụng

4.7 / 5 – ( 3 bầu chọn )

Giao tiếp UART dùng để truyền thông giữa các thiết bị và được sử dụng rất phổ biến. UART được ứng dụng trong các bộ giao tiếp với các module như Bluetooth, Wifi, RFID,… Trong bài viết này sẽ trình bày chi tiết về cách thức hoạt động của giao tiếp UART, hãy tham khảo nhé.

Giao tiếp UART là gì ?

Để những thiết bị điện tử tiếp xúc được với nhau thì chúng cần sử dụng những giao thức. Những giao thức này được phong cách thiết kế theo nhiều cách khác nhau dựa trên đặc thù riêng không liên quan gì đến nhau của từng mạng lưới hệ thống. Thiết bị sẽ tuân theo quy tắc đơn cử đã được thống nhất để tài liệu được truyền thành công xuất sắc .Hiện nay, hầu hết những vi tinh chỉnh và điều khiển, máy tính hay mạng lưới hệ thống nhúng đều sử dụng UART như thể một giao thức tiếp xúc giữa thiết bị và thiết bị. Giao thức này sử dụng hai dây cho bên nhận và bên truyền .Theo định nghĩa, UART ( Universal Asynchronous Receiver-Transmitter – Bộ truyền nhận tài liệu không đồng điệu ) là một giao thức truyền thông online phần cứng dùng tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau không đồng nhất và hoàn toàn có thể thông số kỹ thuật được vận tốc. Vì sao được gọi là không đồng nhất ? Bởi giao thức này không có tín hiệu xung clock để đồng điệu những bit đầu ra từ đầu vào .Trong tiếp xúc UART, 2 UART sẽ tiếp xúc trực tiếp với nhau. Dữ liệu song song sẽ được chuyển thành dạng tiếp nối đuôi nhau đến UART nhận. Sau đó, tài liệu tiếp nối đuôi nhau lại được chuyển thành song song ở bên nhận .

Cách thức hoạt động giải trí của UART

Chúng ta hoàn toàn có thể định thông số kỹ thuật UART để hoạt động giải trí với nhiều loại giao thức tiếp nối đuôi nhau khác nhau. UART đã được kiểm soát và điều chỉnh thành những đơn vị chức năng chip đơn vào đầu những năm 1970, mở màn với Western Digital WD1402A .UART truyền tài liệu tiếp nối đuôi nhau, theo một trong ba chính sách :

• Simplex : Chỉ tiếp xúc một chiều
• Half duplex : Dữ liệu đi theo một hướng tại một thời gian
• Full duplex : Giao tiếp đồng thời đến và đi từ mỗi master và slave

Trong một sơ đồ tiếp xúc UART :Chân Tx ( truyền ) của một chip liên kết trực tiếp với chân Rx ( nhận ) của chip kia và ngược lại. Quá trình truyền thường sẽ diễn ra ở 3.3 V hoặc 5V. UART là một giao thức giữa một master và một slave. Trong đó một thiết bị được thiết lập để tiếp xúc với chỉ một thiết bị khác .Dữ liệu truyền đến và đi từ UART song song với thiết bị tinh chỉnh và điều khiển. Khi tín hiệu 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. Chân Rx của UART thứ 2 sẽ biến hóa nó trở lại thành song song để tiếp xúc với thiết bị tinh chỉnh và điều khiển .

Dữ liệu truyền qua UART đóng thành các gói (packet). Mỗi gói chứa 1 bit bắt đầu, 5 đến 9 bit dữ liệu (tùy thuộc vào UART), 1 bit chẵn lẻ tùy chọn và 1 hoặc 2 bit dừng. Gói dữ liệu được mô tả như hình bên dưới.

Xem thêm: Đề thi tốt nghiệp THPT nhẹ nhàng, điểm chuẩn sẽ tăng?

Bit bắt đầu

Đường truyền tài liệu UART thường ở mức điện áp cao khi không truyền tài liệu. Để mở màn truyền tài liệu, UART truyền sẽ chuyển đường truyền từ mức cao xuống mức thấp trong một chu kỳ luân hồi clock. Khi đó, nó bắt đầu đọc những bit trong khung tài liệu theo tần số của vận tốc truyền .

Khung dữ liệu

Khung tài liệu sẽ chứa tài liệu thực tiễn để truyền đi và có độ dài từ 5 bit đến 8 bit nếu dùng bit chẵn lẻ. Nếu không dùng bit chẵn lẻ, khung tài liệu hoàn toàn có thể dài đến 9 bit. Trong hầu hết những trường hợp, bit tài liệu quan trọng sẽ được truyền đi thứ nhất .

Bit chẵn lẻ

Bit chẵn lẻ sẽ là giải pháp giúp UART nhận cho biết liệu có bất kỳ dữ liệu nào đã biến hóa 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

Có ý nghĩa là thông tin 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 .Như vậy, quy trình truyền tài liệu của UART diễn ra dưới dạng những gói dữ liệu, khởi đầu bằng một bit mở màn, đường mức cao được kéo xuống thấp. Sau bit mở màn là 5 đến 9 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. Sau cùng, một hoặc nhiều bit dừng được truyền ở nơi đường đặt ở mức cao. Như vậy là kết thúc một gói tài liệu được truyền đi .UART là giao thức không đồng nhất nên không có xung clock để kiểm soát và điều chỉnh vận tốc truyền tài liệu. Người dùng sẽ phải đặt cả hai thiết bị tiếp xúc ở cùng một vận tốc và được gọi là vận tốc truyền, được biểu lộ bằng bit / giây hoặc bps. Tốc độ truyền thường nằm trong khoảng chừng từ 9600 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, tiếp xúc giữa một master và slave duy nhất, nhưng lại 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 trong những thiết bị mà bạn sử dụng hàng ngày .

Những ưu điểm và điểm yếu kém của UART

Dưới đây là một số ít ưu điểm và điểm yếu kém của UART

Ưu điểm của UART

• Chỉ sử dụng hai dây truyền tài liệu
• Không cần tín hiệu clock
• Có một bit chẵn lẻ nên hoàn toàn có thể kiểm tra lỗi
• Cấu trúc của gói dữ liệu hoàn toàn có thể được biến hóa miễn là cả hai bên đều được thiết lập để tiếp xúc với nhau
• Phương pháp UART có nhiều tài liệu hướng dẫn và được sử dụng thoáng rộng

Nhược điểm của UART

• Kích thước của khung tài liệu được số lượng giới hạn tối đa là 9 bit nên khá nhỏ so với nhu yếu lúc bấy giờ
• Không tương hỗ nhiều mạng lưới hệ thống master và slave

• Tốc độ truyền của mỗi UART phải nằm trong khoảng 10% của nhau

  Xem thêm: MẪU 3 PHIẾU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN LOẠI VIÊN CHỨC Năm 2019 – Tài liệu text

Ứng dụng của UART

UART thường được ứng dụng trong những bộ vi tinh chỉnh và điều khiển cho những nhu yếu đúng mực. UART cũng được dùng trong những thiết bị liên lạc khác nhau như tiếp xúc không dây, thiết bị GPS, Bluetooth và nhiều ứng dụng khác .Các tiêu chuẩn truyền thông online như RS422 và TIA được sử dụng trong UART ngoại trừ RS232. Thông thường, UART là một IC riêng được sử dụng trong tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau UART .

Trên đây là những thông tin cơ bản về tiếp xúc UART, mong rằng bài viết đã đem lại cho bạn những kỹ năng và kiến thức có ích .

Source: https://vh2.com.vn
Category : Đánh Giá