Si recordamos las partes antiguas de la computadora como la impresora, el mouse, el teclado está asociado con la ayuda de conectores. El proceso de comunicación entre la computadora y estas partes se puede realizar usando el UART. Universal Serial Bus (USB) ha cambiado todo tipo de principios de comunicación en las computadoras. Pero, UART todavía se usa en las aplicaciones declaradas anteriormente. Aproximadamente todos tipos de microcontrolador Las arquitecturas tienen hardware UART integrado debido a la comunicación en serie y utilizan solo dos cables para la comunicación. Este artículo analiza lo que UART, Cómo funciona UART, la diferencia entre la comunicación en serie y en paralelo, Diagrama de bloques UART , Comunicación UART, interfaz UART, aplicaciones, ventajas y desventajas.
¿Qué es UART?
los Forma completa de UART es 'Receptor / transmisor asíncrono universal', y es un CI incorporado dentro de 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 formas: comunicación de datos en serie y comunicación de datos en paralelo.
UART
Comunicación en serie y en paralelo
En la comunicación de datos en serie, los datos se pueden transferir a través de un solo cable o línea en forma bit a bit y solo requiere dos cables. La comunicación de datos en serie no es cara en comparación con la comunicación en paralelo. Requiere muy menos circuitos y cables. Por tanto, esta comunicación es muy útil en circuitos compuestos en comparación con la comunicación en paralelo.
En la comunicación de datos en paralelo, los datos se pueden transferir a través de varios cables a la vez. La comunicación de datos en paralelo es cara y muy rápida, ya que requiere hardware y cables adicionales. Los mejores ejemplos de esta comunicación son las impresoras antiguas, PCI, RAM, etc.
Comunicación paralela
Diagrama de bloques UART
El diagrama de bloques de UART consta de dos componentes, a saber, el transmisor y el receptor que se muestran a continuación. La sección del transmisor incluye tres bloques, a saber, registro de retención de transmisión, registro de desplazamiento y también lógica de control. Asimismo, la sección del receptor incluye un registro de retención de recepción, un registro de desplazamiento y una lógica de control. Estas dos secciones las proporciona normalmente un generador de velocidad en baudios. Este generador se utiliza para generar la velocidad cuando la sección del transmisor y la sección del receptor tienen que transmitir o recibir los datos.
El registro de retención en el transmisor comprende el byte de datos a transmitir. Los registros de desplazamiento en el transmisor y el receptor mueven los bits hacia la derecha o hacia la izquierda hasta que se transmite o recibe un byte de datos. Se utiliza una lógica de control de lectura (o) escritura para decir cuándo leer o escribir.
El generador de velocidad en baudios entre el transmisor y el receptor genera una velocidad que varía de 110 bps a 230400 bps. Normalmente, las velocidades en baudios de los microcontroladores son de 9600 a 115200.
Diagrama de bloques UART
Comunicación UART
En esta comunicación, hay dos tipos de UART disponibles, a saber, transmitir UART y recibir UART, y la comunicación entre estos dos se puede realizar directamente entre sí. Para esto, simplemente se requieren dos cables para comunicarse entre dos UART. El flujo de datos procederá de los pines de transmisión (Tx) y de recepción (Rx) de los UART. En UART, la transmisión de datos de Tx UART a Rx UART se puede realizar de forma asíncrona (no hay señal CLK para sincronizar los bits o / p).
La transmisión de datos de un UART se puede realizar utilizando un bus de datos en forma de paralelo por otros dispositivos como un microcontrolador, memoria, CPU, etc. Después de recibir los datos en paralelo 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 eliminar los tres bits del paquete de datos. En conclusión, el paquete de datos recibido por la UART se transfiere en paralelo hacia el bus de datos en el extremo receptor.
Comunicación UART
Bit de inicio
El bit de inicio también se conoce como bit de sincronización que se coloca antes de los datos reales. Generalmente, una línea de transmisión de datos inactiva se controla a un nivel de alto voltaje. Para comenzar la transmisión de datos, la transmisión UART arrastra la línea de datos desde un nivel de voltaje alto (1) a un nivel de voltaje bajo (0). La obtención de UART nota esta transformación del nivel alto al nivel bajo sobre la línea de datos y comienza a comprender los datos reales. Generalmente, solo hay un bit de inicio.
Bit de parada
El bit de parada se coloca al final del paquete de datos. Por lo general, este bit tiene una longitud de 2 bits, pero con frecuencia solo se utiliza un bit. Para detener la transmisión, el UART mantiene la línea de datos en alto voltaje.
Bit de paridad
El bit de paridad permite al receptor asegurarse de si los datos recopilados son correctos o no. Es un sistema de verificación de fallas de bajo nivel y el bit de paridad está disponible en dos rangos, como paridad par y paridad impar. En realidad, este bit no se usa mucho, por lo que no es obligatorio.
Bits de datos o marco de datos
Los bits de datos incluyen los datos reales que se transmiten del remitente al receptor. La longitud de la trama de datos podría estar entre 5 y 8. Si el bit de paridad no se usa cuando la longitud de la trama de datos podría ser de 9 bits. Generalmente, el LSB de los datos a transmitir primero y luego es muy útil para transmitir.
Interfaz UART
La siguiente figura muestra la interfaz UART con un microcontrolador . La comunicación UART se puede realizar utilizando tres señales como TXD, RXD y GND.
Al usar esto, podemos exhibir un texto en la computadora personal desde la placa del microcontrolador 8051 así como 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 PC y el pin Rx recibe la información de la PC. La velocidad en baudios se puede utilizar para indicar las velocidades tanto del microcontrolador como de la PC. La transmisión y recepción de datos se puede realizar correctamente cuando las velocidades en baudios del microcontrolador y la PC son similares.
Interfaz UART
Aplicaciones de UART
UART se usa normalmente en microcontroladores para requisitos exactos, 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 excepto RS232. Por lo general, un UART es un CI separado que se utiliza en Comunicaciones serie UART.
Ventajas y desventajas de UART
Los pros y contras de UART incluyen lo siguiente
- Requiere solo dos cables para la comunicación de datos
- No se requiere señal CLK.
- Incluye un bit de paridad para permitir comprobar los errores.
- La disposición del paquete de datos se puede modificar porque ambas superficies están dispuestas para ello.
- El tamaño de la trama de datos es un máximo de 9 bits
- No tiene varios sistemas esclavos (o) maestros
- La tasa de baudios de cada UART debe estar en un 10% entre sí
Por lo tanto, se trata de una descripción general de Transmisor receptor asíncrono universal (UART) es una de las interfaces fundamentales que brinda una comunicación simple, rentable y consistente entre el microcontrolador y la PC. Aquí hay una pregunta para ti ¿qué son Pines UART ?
