Uart что это такое простыми словами

UART — Универсальный Асинхронный Приёмопередатчик

Универсальный асинхронный приёмопередатчик (Univsersal Asynchronos Reciever-Transmitter) — это физическое устройство приёма и передачи данных по двум проводам. Оно позволяет двум устройствам обмениваться данными на различных скоростях. В спецификацию UART не входят аналоговые уровни на которых ведётся общение между устройствами, UART это протокол передачи единиц и нулей, электрическую спецификацию на себя берут другие стандарты, такие как TTL (transistor-transistor logic — транзисторно-транзисторная логика), RS-232, RS-422, RS-485 и другие (RS [англ.recommended standard] — рекомендованный стандарт). На данный момент в микроконтроллерах используется в основном TTL (или точнее CMOS) UART для соединения не более двух устройств. В наших примерах мы часто называем его последовательным портом.

Подключение:

У каждого устройства, поддерживающего UART обычно обозначены два вывода: RX и TX. TX — означает transmit (передаю), RX — receive (принимаю). Отсюда становится понятно что RX одного устройства нужно подключать к TX другого. Если Вы подключите RX одного устройства к RX другого, то оба устройства будут слушать друг друга, вы соединили их входы. Если соединить TX и TX — это уже более опасно, это выходы низкого сопротивления устройств и если на одном будет логическая единица, а на втором ноль — по проводу пойдёт ток короткого замыкания (это зависит от конкретной программной или аппаратной реализации). Хотя в современных чипах от этого есть защита, на всякий случай, не стоит на неё ориентироваться. Так же необходимо объединить референсные уровни двух устройств (GND—GND), если не подразумевается гальваническая развязка.

Пример соединения двух UNO:

UART на Arduino:

На Arduino и Arduino-совместимых платах аппаратный UART обозначается символами RX и TX рядом с соответствующими выводами. На Arduino UNO/Piranha UNO это 0 и 1 цифровые выводы:

Arduino UNO/Piranha UNO

В скетче инициализируется функцией begin() в коде функции setup():

Serial.begin( СКОРОСТЬ );

Serial.begin( СКОРОСТЬ, ПАРАМЕТРЫ );

Пример:

void setup()

Piranha ULTRA

На Piranha ULTRA присутствуют два аппаратных UART. Один на тех же выводах, что и UNO, второй на 8 (RX) и 9 (TX) выводах:

В Arduino IDE второй аппаратный UART называется Serial1 (Сериал один), и инициализируется так же как и первый:

Простой пример для копирования буфера первого UART’а во второй и наоборот:

void setup() < // Инициируем UART Serial.begin(9600); Serial1.begin(9600); >void loop() < // Пока буфер первого UART не пуст while(Serial.available()) < // Выводим следующий байт FIFO в буфер второго Serial1.write(Serial.read); >// Пока буфер второго UART не пуст while(Serial1.available()) < // Выводим следующий байт FIFO в буфер первого Serial.write(Serial1.read); >>

Arduino MEGA

У Arduino MEGA, помимо UART’a на цифровых выводах 0 и 1 как и у UNO, присутствуют ещё три аппаратных UART. На плате это выводы 19 (RX1), 18 (TX1), 17 (RX2), 16 (TX2) и 15 (RX3), 14 (TX3) соответственно. UART совместимый по расположению с UNO обозначен RX0, TX0:

На заметку: На многих Arduino и Arduino-совместимых платах UART0 используется для загрузки скетчей, так что если Ваш скетч не загружается, проверьте эти выводы. Во время загрузки скетча к ним ничего не должно быть подключено.

Отладка проектов при помощи UART

В совокупности с монитором последовательного порта UART может быть очень полезен для отладки кода. Например, если не понятно доходит ли Ваш код до определённого места или какие значения принимает переменная, можно вызвать функцию println() и вывести значение переменной или какое-нибудь сообщение в монитор порта. В Arduino IDE монитор порта находится в меню Инструменты -> Монитор порта, так же его можно вызвать нажав пиктограмму лупы в правом верхнем углу главного окна Arduino IDE или вызвать с клавиатуры комбинацией клавиш Ctrl+Shift+M. Перед вызовом монитора порта необходимо выбрать порт с которым Вы хотите работать. Сделать это можно в меню Инструменты -> Порт.

Для удобства отладки можно указать директивы препроцессора языка Си #define , #ifdef , #ifndef

Пример:

/* * Определяем DEBUG. * Если эту строку удалить * или закомментировать * код от #ifdef DEBUG до * #endif не будет скомпилирован * и в монитор порта (в данном примере) * ничего не будет выведено. */ #define DEBUG void setup() < // Инициируем последовательный порт Serial.begin(9600); /* * Ждём старта последовательного порта * (необходимо для чипов со встроенным * USB-UART преобразователем). */ while(!Serial); >void loop() < // Создаём флаг составного числа. bool not_prime = false; for (int n = 2; n < 100; n++) < for (int i = 2; i < n / 2; i++) < // Проверяем факторы (делители) числа. if (n % i == 0) < /* * Если есть факторы * устанавливаем флаг, * выходим из цикла проверки. */ not_prime = true; break; >> /* * Если определён DEBUG * выводим простые числа * в монитор порта. */ #ifdef DEBUG if (not_prime == false) < Serial.println(n); >#endif not_prime = false; > // Останавливаем выполнение скетча. while(true); >

Программный UART на Arduino

Помимо аппаратного UART в Arduino можно использовать программный. Программный порт хорошо подходит для простых проектов, не критичных к времени работы кода или для отладки проектов, позволяя не отключать модули использующие UART во время загрузки сетчей. При его использовании нужно лишь помнить что никакой другой код не может выполняться пока программа занимается считыванием данных из него и передача может осуществляться только в полудуплексном или симплексном режимах. Так же на программный RX можно назначать только те выводы, которые поддерживают прерывание по смене уровней. На UNO, например, это все цифровые выводы, кроме 13-го. Прежде чем собирать свой проект, проконсультируйтесь с инструкцией к конкретной плате.

Пример использования программного порта:

// Определяем вывод RX #define RX 8 // Определяем вывод TX #define TX 9 // Подключаем библиотеку программного UART #include // Создаём объект программного UART SoftwareSerial mySerial(RX, TX);

Далее к программному порту нужно обращаться через объект mySerial . Например: mySerial.write(data); .

UART на Raspberry Pi:

На Raspberry Pi UART находится на выводах колодки 8 — TX (GPIO14) и 10 — RX (GPIO15)

Перед работой с последовательным портом необходимо его включить. Сделать это можно из эмулятора терминала командой sudo raspi-config -> Interfacing options -> Serial -> No -> Yes -> OK -> Finish или из графической среды в главном меню -> Параметры -> Raspberry Pi Configuration -> Interfaces -> Serial Port

Пример работы с последовательным портом на Python:

# Подключаем модуль для работы с последовательным портом import serial # Конфигурируем последовательный порт serialport = serial.Serial("/dev/ttyS0", 9600, timeout=0.5) # Выводим байтовую строку в порт serialport.write(b'iArduino.ru') # Входим в бесконечный цикл while True: # Если буфер порта не пуст if serialport.in_waiting: # Записываем данные из буфера в список response = serialport.readlines() # Выводим эти данные в stdin, декодируя в UTF-8 и удаляя пустые символы print(response[0].decode("utf-8").strip()) # Если нужны "сырые данные" с символами возврата каретки и новой строки # print(response) # .readlines() возвращает список байтовых строк

Данный пример выводит строку «iArduino.ru» в последовательный порт Raspberry и ждёт данных из последовательного порта.

Подробнее о UART:

Параметры

При обозначении параметров UART принято использовать короткую запись ЦИФРА—БУКВА—ЦИФРА

ЦИФРА — количество бит в кадре

от 5 до 9 бит. Обычно 8.

N — None (Отсутствует) без бита чётности
E — Even (Чётный). Проверка данных на чётность. Перед стоп-битом в кадр добавляется бит: 0 если в кадре было нечётное количество единиц, 1 — если чётное.
O — Odd (Нечётный). Проверка данных на нечётность. Перед стоп-битом в кадр добавляется бит: 1 если в кадре было нечётное количество единиц, 0 — если чётное.

1, 1.5, 2. Продолжительность стоп-бита (1, 1.5 или 2 битовых интервала)

Таким образом, стандартные настройки в Arduino: 8-N-1

Кадрирование данных

При приёме-передаче данных каждое устройство ориентируется на своё внутреннее тактирование. Обычно это тактирование от 8 до 16 раз быстрее скорости передачи данных и обычно отсчитывается от стартового бита. Именно поэтому необходимо чтобы оба устройства были настроены на одну и ту же скорость передачи.

Так же при передаче данных присутствуют синхронизирующие биты, именуемые старт-бит и стоп-бит. Старт-бит сигнализирует о начале передачи данных и стоп-бит, соответственно об окончании.

Рассмотрим кадр данных:

При разговорах о серийный протоколах принято использовать такие слова как кадр и пакет. Кадр — интервал от старт-бита до стоп-бита. Пакет — количество кадров полезных данных. При этом не стоит путать кадр и байт: байт — это только сами данные, не включающие в себя синхронизирующие и проверочные биты.

Старт-бит:

При отсутствии передачи линия удерживается в состоянии логической единицы (в случае TTL Arduino это 5 вольт или Vcc). Как только передающее устройство притягивает линию к 0 (GND или 0 вольт в случае Arduino), это сигнализирует принимающему устройству о том что сейчас будет передача данных.

_______ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ __________ \____/____X____X____X____X____X____X____X____X | старт-бит [данные . ] [стоп-бит]

Данные:

При появлении старт-бита на линии принимающее устройство начинает отсчитывать время в соответствии с установленной скоростью и считывать состояния линии через определённые промежутки времени в соответствии с установленным количеством бит данных, после этого.

_______ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ __________ \____/____X____X____X____X____X____X____X____X | | | | | | | | [старт-бит] данные . [стоп-бит]

Стоп-бит:

По завершении передачи данных принимающее устройство ожидает стоп-бит, который должен быть на уровне логической единицы. Если по завершении кадра удерживается логический ноль, значит данные неверны. Если логический ноль удерживается время, превышающее длину кадра в 1,5 раза, такое состояние именуется break (разрыв линии, исторически пошло от устройств, использующих токовую петлю для передачи данных). Некоторые передатчики вызывают это состояния специально перед посылкой пакета данных. Некоторые приёмники считают такое состояние за неправильно выставленную скорость и сбрасывают свои настройки на установки «по умолчанию».

_______ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ __________ \____/____X____X____X____X____X____X____X____X | [старт-бит][данные . ] стоп-бит

Скорость передачи данных

Скорость изменения логических уровней (импульсов) на линии принято измерять в бодах. Единица измерения названа так в честь французского изобретателя Жана Мориса Эмиля Бодо.

Скорость при использовании UART может быть любой, единственное требование — скорости передающего и принимающего должны быть одинаковы. Стандартная скорость UART принята за 9600 бод. Arduino без проблем и лишних настроек может принимать и передавать данные на скоростях до 115200 бод.

Так как при передаче данных присутствуют синхронизирующие биты, именуемые старт-бит и стоп-бит, не совсем корректно говорить, что скорость 9600 бод равна 9600 битам в секунду. Если речь идёт о полезных данных, то реальная скорость на 20% ниже. Например, если выставлены параметры 8-N-1 и 9600 бод, то на передачу одного байта уходит десять бит, и 9600/10 = 960 байт, что равно 7680 битам в секунду.

Методы связи

UART позволяет одновременно передавать и принимать данные, однако не всегда это возможно или нужно. Например, если Вам нужно только получать не критические данные (которые можно проверить следующим пакетом, например расстояние, посылаемое лидаром каждые несколько сотен миллисекунд) от цифрового датчика или любого другого устройства и не нужно ничего передавать, такой метод называется симплексным. Всего различают три метода связи:

Полнодуплексная — когда ведущий и ведомый могут одновременно принимать и передавать (одновременная передача в обе стороны)
Полудуплексная — когда ведущий и ведомый поочерёдно принимают и передают (Поочерёдная передача в обе стороны)
Симплексная — когда ведущий или ведомый только передают (Передача в одну сторону)

Uart что это такое простыми словами

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) — универсальный асинхронный приёмопередатчик, интерфейс для связи цифровых устройств, предназначенный для передачи данных в последовательной форме.

USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter) — универсальный синхронно-асинхронный приёмопередатчик — аналогичный UART интерфейс, но дополнительно к возможностям UART, поддерживает режим синхронной передачи данных — с использованием дополнительной линии тактового сигнала.

Оглавление
UART и USART. COM-порт. Часть 1

UART и USART: введение

Интерфейсы UART/USART, несмотря на их солидный возраст, до сих пор находят широкое применение, очень распространены и весьма востребованы. Имеют аппаратную реализацию во многих микроконтроллерах. Например, микроконтроллеры STM32 из семейства STM32F100xx, в зависимости от варианта исполнения, содержат 2 или 3 USART. Синхронная передача используется гораздо реже асинхронной и обычно USART используется в режиме UART.

UART может применяться как для осуществления взаимодействия компонентов внутри одного устройства, так и для подключения устройств между собой. Для внешних подключений сигналы с уровнями логики ТТЛ или КМОП подходят мало из-за низкой помехоустойчивости. Распространённым стандартом физического уровня для UART, который подходит для подключения внешних устройств является RS-232. Этому стандарту, в частности, соответствует последовательный порт (COM-порт) компьютера. Так что, микроконтроллер с помощью схемы преобразования уровней может обмениваться информацией с COM-портом компьютера, но об этом чуть позже.

Варианты подключения UART

В UART передача данных происходит в последовательной форме, т.е. по одному биту. Поэтому для передачи в одном направлении требуется один проводник; для полнодуплексной двунаправленной связи потребуется два проводника.

Выход обозначают TD или TX (transmitted data), вход — RD или RX (received data). Для подключения двух устройств выход одного подключают ко входу другого и вход первого — к выходу второго.

Связь двух UART

Рис. %img:uc1

Возможен вариант использования UART для полудуплексной двунаправленной связи по одному проводу. В этом случае выводы TX и RX каждого устройства соединяют вместе. Всё время, пока устройства не передаёт данных, оно держит выход в отключённом состоянии (переводит в Z-состояние, состояние с высоким сопротивлением; можно использовать режим работы с открытым стоком — во время паузы в передаче на выходе UART формируется лог. 1, что равносильно переходу в Z-состояние). Устройство может иметь аппаратную поддержку полудуплексного обмена данными, тогда требуется лишь выбрать нужный режим работы. Если аппаратной поддержки нет, полудуплексный режим легко реализуется программно. Для этого нужно отключать передатчик, когда устройство не передаёт данных, чтобы освободить линию для осуществления передачи другими устройствами и отключать приёмник во время работы своего передатчика, чтобы не принимать собственную передачу (либо программно отбрасывать данные, передаваемые своим передатчиком).

К однопроводной линии можно подключить несколько устройств, которые будут образовывать сеть для передачи данных. Арбитраж в этой сети должен быть реализован программно.

Однопроводная сеть UART

Рис. %img:un

Как видим, объединять устройства с помощью UART очень просто. Для двунаправленного подключения требуются только три проводника (с учётом общего провода), а для однонаправленного или двунаправленного полудуплексного — всего два.

Формат передачи данных UART

В отсутствии передачи на выходе UART присутствует уровень лог. 1.

Данные передаются в виде посылок (фреймов), каждая из которых состоит из стартового бита, битов данных и одного или нескольких стоп-битов. Длительность всех битов одинакова, связана со скоростью передачи соотношением T=1/S. Существует ряд стандартных скоростей передачи: 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 921600 бод. Если внутри одного устройства связь можно осуществлять на произвольной скорости, то для связи с внешними устройствами следует придерживаться стандартных величин.

Формат передачи данных UART

Рис. %img:uf

Посылка начинается со стартового бита, он всегда имеет значение лог. 0. После стартового бита передаются биты данных. Количество битов данных может составлять 5-9 в зависимости от настроек UART. Обычно передаётся 8 бит данных или 9 бит (8 бит собственно данных и один бит чётности). Завершается посылка стоп-битами, их значение — всегда лог. 1, количество обычно составляет 1, 1.5 или 2. Под количеством стоп-битов понимается длительность соответствующего им единичного импульса по отношению к длительности битов данных и старт-бита. Этим объясняется возможность выражать количество битов дробным числом. Сразу же после стоп-битов может начинаться передача следующей посылки или может быть пауза произвольной длительности, во время которой на выходе также формируется уровень лог. 1.

Так как во время передачи стоп-бита и пока линя свободна, на выходе присутствует единичное значение, а старт-бит имеет значение лог. 0, старт-бит позволяет выявить момент начала передачи данных, разделить две последовательные посылки и осуществить синхронизацию передатчика и приёмника.

Если передатчик и приёмник работают на одной скорости, настроены на работу с одинаковым количеством битов данных, стоп битов, одинаково сконфигурированы в отношении бита чётности, то для обмена данными не требуется передавать отдельно тактовый сигнал — он может быть восстановлен приёмником самостоятельно.

Обнаружив начало старт-бита, приёмник ждёт в течение половины длительности передачи бита, после чего начинает считывать сигнал на входе с частотой, равной скорости передачи данных. В идеальном случае момент каждого считывания приходится на середину принимаемого бита. В реальности генераторы тактовых импульсов передатчика и приёмника имеют рассогласование по частоте, в результате каждое новое считывание всё больше смещается относительно середины очередного бита. Важно, чтобы за время передачи одной посылки, смещение не превысило половины длительности бита, а с учётом переходных процессов — смещению лучше не превышать четвёртой части длительности бита. Иначе вместо считывания бита произойдёт считывание соседнего бита (или считывание линии во время переходного процесса) и посылка будет принята неверно.

Согласование скоростей передатчика и приёмника UART

Рис. %img:ug

Управление потоком данных

Для управления потоком данных UART используется программный или аппаратный метод. В случае программного метода, информация о готовности устройства принимать данные или о необходимости остановить передачу передаётся по тем же каналам, что и данные. Принимающая сторона программно разделяет данные и управляющие сигналы в соответствии с принятым протоколом.

Интерфейс UART предусматривает возможность использования дополнительных сигналов (CTS, RTS) для аппаратного управления потоком данных. Аппаратное управление может использоваться некоторыми медленными устройствами или устройствами с простой схемной реализацией. Однако оно потребует двух дополнительных линий для подключения устройства.

Аппаратное управление потоком данных UART

Рис. %img:ufc

Если в UART включён контроль состояния CTS, передатчик перед отправкой очередного фрейма проверяет вход CTS. Если на CTS низкий уровень, передача происходит, иначе — нет. Если сигнал CTS будет установлен во время передачи посылки (фрейма), текущая передача всё равно будет завершена перед остановкой.

Приёмник, в свою очередь, устанавливает на выходе RTS значение лог. 0, если он готов принимать данные и устанавливает лог. 1, требуя от передатчика остановить передачу.

COM-порт (интерфейс стандарта RS-232)

COM-порт — интерфейс компьютера, соответствующий стандарту RS-232. Раньше компьютеры, как правило, имели два COM-порта. Затем COM-порт начал вытесняться USB-интерфейсом и сейчас у компьютера может быть всего один COM-порт или вообще ни одного. Если в компьютере отсутствует COM-порт, то можно использовать переходник USB-COM.

Хотя он и считается устаревшим для использования в компьютерах, тем не менее, интерфейс стандарта RS-232 ещё не утратил полностью своего значения и существует оборудование, где он используется. Интерфейс не обеспечивает высокой скорости передачи данных (максимум 115200 бод), но зато прост и дёшев в реализации, надёжен.

RS-232 является стандартом физического уровня для интерфейса UART. Он определяет набор используемых сигнальных линий и уровни для сигналов. Используемые уровни сильно отличаются от традиционных ТТЛ или КМОП-уровней. Во-первых, используются двухполярные сигналы, во-вторых — сигнал положительной полярности соответствует логическому нулю. Для согласования уровней сигналов интерфейса RS-232 и остальной части схемы на обычной логике, используются специализированные микросхемы для преобразования уровней.

Для сигналов используются следующие уровни.

Для драйвера (выход):
+5..+15 В — лог. 0 (SPACE);
-5..-15 В — лог. 1 (MARK).

Вход должен иметь сопротивление в пределах 3..7 кОм и должен быть рассчитан на сигналы:
+3..+25 В — лог. 0;
-3..-25 В — лог. 1.

Требуется, чтобы любой вывод интерфейса выдерживал замыкание на любой другой вывод и на источник напряжения 5 В.

Сигналы интерфейса RS-232

COM	RS-232	DB-9P	DB-25P	I/O	Назначение
PG	AA	5	1	—	Protective Ground — защитная земля, соединяется с корпусом прибора.
SG	AB	5	7	—	Signal Ground — общий провод для сигнальных линий.
TD	BA	3	2	O	Transmitted data — передача данных из порта.
RD	BB	2	3	I	Received Data — приём данных в порт.
RTS	CA	7	4	O	Request to send — запрос COM-порта на передачу данных (сигнал COM-порта о готовности принимать данные).
CTS	CB	8	5	I	Clear to send — вход для разрешения COM-порту передавать данные.
DSR	CC	6	6	I	Data set ready — вход сигнала готовности от подключённого к порту устройства.
DTR	CD	4	20	O	Data terminal ready — сигнал готовности COM-порта к обмену данными.
CD	CF	1	8	I	Carrier Detected — сигнал обнаружения несущей (от модема).
RI	CE	9	22	I	Ring indicator — сигнал от модема о получении звонка.

В таблице указаны обозначения для сигналов принятые для COM-порта, обозначения в соответствии с RS-232, номера выводов в разъёмах и краткое описание назначения сигналов.

Для подключения к интерфейсу используются 25-контактные или 9-контактные разъёмы (DB25, DB9). Первоначально применялись 25-контактные разъёмы, но многие сигналы не использовались устройствами. В связи с этим произошёл переход к 9-контактным разъёмам. В оконечном оборудовании используются разъёмы типа вилка (Pin): DB-9P. В аппаратуре передачи данных (модемы, например) используются разъёмы типа розетка (Socket): DB-9S.

Гальваническая развязка для COM-порта

Схема гальванической развязки для интерфейса RS-232

Рис. %img:rss

Для преобразования сигналов между уровнями ТТЛ/КМОП логики и уровнями RS-232 существуют специализированные микросхемы.

Также есть варианты очень простых схем на оптронах, которые обеспечивают не только согласование уровней, но и гальваническую развязку между подключаемыми устройствами — очень ценное свойство схемы. Выше приведён пример такой схемы. С указанными номиналами элементов обеспечивает скорость передачи до 2400 бод. Уменьшая сопротивление резистора R5, можно увеличить быстродействие (скорость 9600 бод достижима практически на любых оптронах).

Аппаратный контроль потоком данных по линиям CTS/RTS здесь не используется. Питание схемы со стороны COM-порта осуществляется от сигнальных линий самого COM-порта, но для её работы требуется программная конфигурация COM-порта: на выходе RTS должен быть установлен уровень лог. 1 (-5..-15 В), а на выходе DTR — уровень лог. 0 (+5..+15 В). Это существенный недостаток схемы, требующий учёта в программе для компьютера, обычные программы-терминалы не будут правильно работать. Недостаток устраним, но тогда схема станет менее простой.

Работает предложенная схема гальванической развязки для COM-порта следующим образом. Когда на TD выходе UART установлен уровень лог. 0 (обычные КМОП-уровни для микроконтроллеров), ток через светодиод оптрона U1 отсутствует, транзистор оптрона заперт, за счёт резистора R1 от выхода DTR(+) COM-порта на входе RD устанавливается положительный относительно общего провода потенциал, что соответствует уровню лог. 0 для RS-232. Если на выходе TD устройства UART установлена лог. 1, транзистор оптрона U1 открывается и RD вход COM-порта подключается к выходу RTS (-), за счёт чего на входе RD формируется отрицательный потенциал (лог. 1 для RS-232).

Оптрон U2 отвечает за передачу данных в обратном направлении. Когда на TD выходе COM-порта установлен уровень лог. 0 (положительный потенциал), транзистор оптрона U2 открывается, формируя лог. 0 на входе UART. Если на выходе TD COM-порта устанавливается лог. 1 (отрицательный потенциал), транзистор оптрона U2 закрывается и за счёт подтягивающего к высокому уровню резистора на входе RD устройства UART формируется логическая 1.

Если разъём P1 отключён от COM-порта, или компьютер выключен, то это будет восприниматься как «линия свободна» (отсутствие передачи данных), на вход USART микроконтроллера при этом будет подаваться лог. 1. Допускается подключение разъёма P1 к COM-порту работающего компьютера, это не приведёт к повреждению оборудования, но в некоторых случаях, в момент подключения, компьютер может получить какое-то количество случайных байтов.

D1, D2 — защищают светодиоды оптронов от обратного напряжения.
R1 — формирует смещение на входе RD COM-порта при закрытом транзисторе оптрона U1.
R2, R3 — ограничивают ток через светодиоды оптронов.
R4 — защищает вывод микроконтроллера от неправильного подключения или неправильного конфигурирования его режима работы, можно заменить перемычкой.
R5 — внешний подтягивающий резистор. Сопротивление внутреннего подтягивающего резистора микроконтроллера довольно велико и подключение внешнего улучшает скоростные характеристики канала передачи от COM-порта к UART микроконтроллера (уменьшает время переключения из состояния лог. 0 в лог. 1 на входе RD устройства UART). Может быть исключён.

Для однонаправленной связи можно оставить только соответствующую часть схемы. Если используется только передача данных от COM-порта к UART микроконтроллера, то отпадает необходимость в описанном выше программном конфигурировании COM-порта.

USART в STM32 (STM32F100xx)

USART в микроконтроллерах STM32 предоставляет гибкие средства для полнодуплексного обмена данными с внешними устройствами в последовательном формате с возможностью поддержки сигналов CTS/RTS; поддерживает полудуплексный обмен по однопроводной линии; может работать в широком диапазоне скоростей передачи. В мультибуферном режиме DMA достигается высокая скорость передачи данных, максимальное значение составляет 3 Мбит/с. Также поддерживается однонаправленная передача в синхронном режиме; мультипроцессорная связь; LIN (local interconnection network) — сеть для локальной связи; smartcard протокол; инфракрасный протокол в соответствии со спецификацией IrDA (infrared data association) SIR ENDEC.

Асинхронная полнодуплексная связь.
Асинхронная однопроводная полудуплексная связь.
Настраиваемый метод оверсэмплинга (супердискретизации) даёт возможность выбора между скоростью передачи и допустимым отклонением скорости.
Передатчик и приёмник используют общую программируемую скорость передачи, которая может настраиваться в широких пределах; максимальное значение достигает 3 Мбит/с при 8-кратном оверсэмплинге.
Программируемая длина слова (8 или 9 бит).
Настраиваемое количество стоп-битов (1 или 2).
В LIN режиме поддерживается отправка и обнаружение приёмником Break-посылки (генерируется 13-битная и детектируется 10/11 битная).
Имеется выход тактового сигнала для синхронной передачи.
IrDA SIR кодек для инфракрасной связи (поддерживается длительность бита 3/16 в нормальном режиме).
Интерфейс Smartcard поддерживает асинхронный протокол смарт-карт как определено в стандарте ISO 7816-3; используется 0.5, 1.5 стоп-битов в операциях со смарт-картой.
Конфигурируемая мультибуферная связь с использованием DMA (direct memory access).
Флаги, устанавливаемые при обнаружении событий во время обмена данными (приёмный буфер заполнен; буфер для передачи пуст; передача завершена).
Контроль чётности (можно настроить передатчик на формирование бита чётности и приёмник на контроль бита чётности).
Четыре флага, устанавливаемые при обнаружении ошибок (ошибка переполнения; обнаружен шум в принимаемом сигнале; ошибка фрейма; ошибка чётности).
10 источников прерывания USART, связанных с флагами регистра состояния SR (изменение состояния CTS; обнаружение посылки LIN Break; регистр данных передатчика пуст; передача завершена; регистр данных приёмника заполнен; обнаружение события «линия свободна» (Idle line); ошибка переполнения; ошибка фрейма; обнаружение шума; ошибка чётности).
Мультипроцессорная связь (переход в тихий режим, если не произошло сопоставление адреса).
Пробуждение из тихого режима при обнаружении свободной линии (Idle line) или при обнаружении адресной метки.
Два режима пробуждения приёмника — по адресному биту (9-й, старший бит) или при обнаружении, что линия свободна.

Функциональная схема USART в микроконтроллерах STM32.

Функциональная схема USART в микроконтроллерах STM32

Рис. %img:ust

SW: Single Wire — вывод для однопроводного подключения устройств.

В обычном двунаправленном полнодуплексном режиме требуется как минимум два вывода для подключения USART: RX (Receive Data In) и TX (Transmit Data Out).

RX: вход для последовательных данных. Для извлечения данных используется техника оверсэмплинга (супердискретизации), когда чтение входа осуществляется с частотой, в несколько раз превышающей скорость передачи данных (в данном случае в 8 или 16 раз). Сопоставление считанной последовательности с предопределёнными шаблонами позволяет выделить фронт сигнала, определить значение принимаемого бита и обнаружить шум при его наличии в принимаемом сигнале.

TX: выход для передачи данных в последовательной форме. Когда передатчик отключён, вывод возвращается в состояние, заданное конфигурацией порта ввода-вывода. Когда передатчик включён, но никаких данных не передаётся, на выходе TX устанавливается высокий уровень (паузе в передаче данных, или свободной линии соответствует наличие лог. 1 в линии). В однопроводном режиме или режиме смарт-карты этот вывод используется как для передачи, так и для приёма данных (поэтому на схеме он обозначен как TX/SW).

SCLK: выход для тактового сигнала при синхронной передаче данных, соответствует мастер-режиму SPI. Тактовые импульсы не формируются во время старт и стоп-битов. Наличие импульса во время передачи последнего бита данных определяется программно. Параллельно может происходить синхронный приём данных на входе RX. Фаза и полярность импульсов задаются программно. В режиме смарт-карты вывод SCLK может формировать тактовый сигнал для смарт-карты.

IrDA_RDI: Receive Data Input — вход для получаемых данных в IrDA режиме.

IrDA_TDO: Transmit Data Output — выход для передаваемых данных в IrDA режиме.

nCTS: Clear To Send — высокий уровень на входе приостанавливает передачу данных после завершения текущей посылки.

nRTS: Request to send — низкий уровень на этом выходе сигнализирует о готовности USART принимать данные.

Программно приём и передача данных через интерфейс USART осуществляется путём чтения и записи регистра данных DR. Записываемые в регистр данные помещаются в регистр передаваемых данных TDR, а затем, когда завершится текущая передача, копируются в передающий сдвигающий * регистр. Если в данный момент ничего не передаётся, данные сразу помещаются в сдвигающий регистр. Сдвигающий регистр преобразует данные из параллельной формы представления в последовательную: схема управления с заданной тактовой частотой сдвигает содержимое регистра на 1 бит вправо. Сдвигаемые биты, начиная с младшего, подаются на выход USART. Кроме того, схема управления формирует стартовый бит, бит чётности (если используется) и стоп-биты.
* Сдвигающий регистр также называют регистром сдвига или сдвиговым регистром.

После того, как содержимое TDR копируется в сдвигающий регистр, в DR можно записывать очередной байт, без риска повредить предыдущее содержимое.

Принимаемые данные попадают в приёмный сдвигающий регистр. Когда приём фрейма завершается, данные из приёмного сдвигающего регистра помещаются в регистр принимаемых данных (RDR), откуда они могут быть прочитаны путём чтения регистра данных DR. Такое устройство регистра данных позволяет одновременно передавать и получать данные.

Далее смотрите подробное описание всех регистров устройства USART в микроконтроллерах STM32: «Регистры USART в микроконтроллерах STM32F100xx».

А также несколько примеров использования USART для передачи данных: «UART и USART. COM-порт. Часть 2».

Understanding UART

UART stands for universal asynchronous receiver / transmitter and defines a protocol, or set of rules, for exchanging serial data between two devices. UART is very simple and only uses two wires between transmitter and receiver to transmit and receive in both directions. Both ends also have a ground connection. Communication in UART can be simplex (data is sent in one direction only), half-duplex (each side speaks but only one at a time), or full-duplex (both sides can transmit simultaneously). Data in UART is transmitted in the form of frames. The format and content of these frames is briefly described and explained.

Oscilloscope and probe fundamentals overview
R&S Oscilloscopes
R&S Oscilloscope probes
R&S Oscilloscope software

Данные в UART передаются в виде кадров

Где используется протокол UART?

UART был одним из первых последовательных протоколов. Когда-то повсеместно распространенные последовательные порты почти всегда работали по протоколу UART, и устройства, использующие интерфейсы RS-232, внешние модемы и т. д., являются типичными примерами использования UART.
В последние годы популярность UART снизилась: такие протоколы, как SPI и I2C, заменяют UART на уровне микросхем и компонентов. Вместо обмена данными через последовательный порт в большинстве современных компьютеров и периферийных устройств теперь используются такие технологии, как Ethernet и USB. Однако UART по-прежнему используется для приложений с более низкой скоростью и пропускной способностью, поскольку он очень прост, дешев и легок в реализации.

Тактирование и синхронизация протоколов UART

Одним из больших преимуществ UART является его асинхронность — передатчик и приемник не используют общий тактовый сигнал. Хотя это значительно упрощает протокол, данное свойство предъявляет определенные требования к передатчику и приемнику. Поскольку у них нет общего тактового сигнала, оба конца должны передавать с одинаковой заранее заданной скоростью, чтобы иметь одинаковую синхронизацию битов. Наиболее распространенные скорости передачи данных UART, используемые сегодня: 4800, 9600, 19,2 кбит/с, 57,6 кбит/с и 115,2 кбит/с. Помимо одинаковой скорости передачи данных, обе стороны UART-соединения также должны использовать одинаковую структуру и параметры кадра. Лучший способ получить представление о протоколе — посмотреть на кадр UART.

Формат кадра протокола UART

Кадры протокола UART содержат стартовые и стоповые биты, биты данных и необязательный бит четности, который будет описан ниже.

Как и в большинстве цифровых систем, «высокий» уровень напряжения используется для обозначения логической «1», а «низкий» уровень напряжения используется для обозначения логического «0». Поскольку в протоколе UART не определены конкретные напряжения или диапазоны напряжений для этих уровней, иногда высокий уровень также называют «Mark» (отметка), а низкий — «Space» (пробел). Обратите внимание, что в состоянии ожидания (когда данные не передаются) в линии поддерживается высокий уровень. Это позволяет легко обнаружить поврежденную линию или передатчик.

Стартовые и стоповые биты

Поскольку UART является асинхронным протоколом, передатчик должен сигнализировать о поступлении битов данных. Это делается с помощью стартового бита. Стартовый бит — это переход из состояния ожидания высокого уровня в состояние низкого уровня, за которым сразу же следуют пользовательские биты данных.
После того, как биты данных закончились, стоповый бит указывает на окончание пользовательских данных. Стоповый бит — это либо переход обратно в состояние высокого уровня или состояние ожидания, либо сохранение этого состояния в течение дополнительного битового интервала. Второй (необязательный) стоповый бит может быть настроен, как правило, на то, чтобы дать приемнику время подготовиться к следующему кадру, но на практике это используется редко.

Биты данных

Биты данных являются пользовательскими данными или «полезными» битами и идут сразу после стартового бита. Может быть от 5 до 9 битов пользовательских данных, хотя чаще всего используется 7 или 8 битов. Эти биты данных обычно передаются в формате с первым младшим значащим битом.

Пример:
Если мы хотим передать заглавную букву «S» в 7-битном коде ASCII, битовая последовательность будет выглядеть как 1 0 1 0 0 1 1. Сначала мы меняем порядок битов, чтобы организовать перед передачей формат с первым младшим значащим битом, то есть 1 1 0 0 1 0 1. После передачи последнего бита данных для завершения кадра используется стоповый бит, и линия возвращается в состояние ожидания.

7-битный код ASCII ‘S’ (0x52) = 1 0 1 0 0 1 1
Порядок LSB = 1 1 0 0 1 0 1

Протокол передачи данных UART

Универсальный асинхронный приёмопередатчик

Предисловие

Современная цифровая электроника — это всегда соединения между цепями (процессорами, контроллерами и т.д.) для создания симбиотической системы. Для того, чтобы отдельные микросхемы могли бы «понимать» друг друга, они должны разделять некий общий протокол связи. За годы существования цифровой техники было разработано множество протоколов. В целом, их все можно разделить на две большие группы — параллельные и последовательные.

Параллельный или последовательный?

Параллельные интерфейсы передают одновременно (параллельно) несколько бит информации (отсюда, собственно и их название). Для передачи данных такие интерфейсы требуют наличия шин, состоящих из 8, 16 или более проводников.

Протокол передачи данных UART

Схема параллельного 8-разрядного интерфейса. Передача данных управляется тактирующим сигналом CLK. Байт данных передается по каждому импульсу CLK . Используется 10 проводов.

В противоположность параллельным, последовательные интерфейсы передают по одному биту за раз. Теоретически такой интерфейс может работать на одном единственном проводе. На практике используется до четырех.

Протокол передачи данных UART

Пример последовательного интерфейса, передающего один бит в течение каждого тактового импульса CLK. Требуется всего 2 провода.

Эти два интерфейса можно сравнить с потоком автомобилей. Параллельный интерфейс — это широкое шоссе с количеством полос движения более восьми, а последовательный интерфейс больше поход на двухполосную сельскую дорогу. Мега — Шоссе, потенциально, имеет бОльшую пропускную способность, но очень дорого с точки зрения строительства. Сельская дорога просто выполняет свою функцию и стоит во много раз дешевле многополосного мега-шоссе.

Вне всякого сомнения, параллельные интерфейсы имеют свои преимущества. Это прямота, быстрота, и легкость реализации. Но мы получаем это за счет большого количества проводов (линий) передачи данных. Если вам когда либо приходилось разрабатывать программы для микроконтроллеров (например в среде Arduino), вы наверняка знаете, насколько драгоценными могут быть линии ввода/вывода. Поэтому мы часто останавливаем свой выбор именно на последовательной связи, жертвуя скоростью, но экономя драгоценные порты микроконтроллера.

Асинхронный последовательный интерфейс

За время существования цифровой техники были созданы десятки последовательных протоколов. USB (универсальная Последовательная Шина) и Ethernet — это пример двух наиболее популярных сейчас последовательных протоколов. Другие очень популярные последовательные интерфейсы — это SPI, I2C и последовательный интерфейс, о котором пойдет речь в этой статье. Каждый их этих интерфейсов можно отнести к одной из двух подгрупп — Асинхронные и Синхронные.

Синхронный протокол всегда включает линию тактового сигнала. Это обеспечивает более простую (и зачастую более быструю) передачу данных, но требует как минимум один дополнительный провод. Пример синхронных интерфейсов — это SPI и I2C.

Асинхронный интерфейс подразумевает , что данные передаются без поддержки внешнего тактового сигнала.Этот метод передачи идеально подходит для минимизации количества проводов, но это означает, но для надежной передачи и приема данных рнужно приложить дополнительные усилия. Последовательный интерфейс, который мы обсудим в этой статье, является наиболее распространенным и старым асинхронным и протоколом. Часто бывает так, что, когда человек говорит «последовательный», он имеет в виду именно этот протокол.

Асинхронный последовательный интерфейс, о котором здесь идет речь, широко используется во встраиваемых системах. Если вы хотите добавить в свой проект модуль GPS, Bluetooth, XBee, последовательные ЖК-дисплеи или многие другие внешние устройства, вам, вероятно, придется столкнуться с одним из последовательных интерфейсов.

Протокол передачи данных UART

Правила последовательного интерфейса.
Асинхронный последовательный протокол имеет ряд встроенных правил — механизмов, которые помогают обеспечить надежную и безошибочную передачу данных. Это те механизмы, которые позволяют передавать данные без использования внешнего тактового сигнала:

Биты данных
Биты синхронизации
Биты проверки четности
Скорость передачи

Благодаря сочетанию этих правил — параметров, протокол очень гибкий. Для успешной связи нужно убедиться, что оба устройства на шине настроены на использование одинаковых правил.

Скорость передачи

Данный параметр определяет скорость передачи данных по последовательной линии. Обычно это выражается в единицах бит в секунду (бит / с или БОД). Если вы инвертируете этот параметр, выраженный в бодах, то получите время, которое требуется для передачи одного бита. Это значение определяет, как долго передатчик держит последовательную линию в высоком / низком состоянии или в какой период принимающее устройство производит выборку своей линии.

Скорость передачи может быть практически любой в пределах разумного. Единственное требование заключается в том, что оба устройства работали с одинаковой скоростью. Одна из наиболее распространенных скоростей передачи, особенно для простых применений, где скорость не критична, составляет 9600 бит / с. Другие «стандартные» скорости — 1200, 2400, 4800, 19200, 38400, 57600 и 115200.

Чем выше скорость передачи в бодах, тем быстрее осуществляется передача и прием данных. Но для максимальной скорости существуют физические ограничения . Обычно на практике вы не увидите скоростей, превышающих 115200. Для большинства микроконтроллеров это максимальная скорость. Если выбрать слишком высокую скорость, то неизбежно появятся ошибки на
принимающей стороне.

Кадры данных

Каждый блок данных (обычно это байт) фактически отправляется в пакете или кадре битов. Кадры создаются путем добавления бит синхронизации и бит четности к битам данным.

Протокол передачи данных UART

Один кадр (Frame) последовательных данны. (Size = размер)

Давайте рассмотрим каждую часть кадра более подробно

Блок Данных ( Data chunk )

Самая важная часть каждого пакета — это блок данных, так как именно этот блок несет полезную информацию. Мы намеренно называем этот блок «куском» данных (chunk), поскольку его размер конкретно не указан. Количество данных в каждом пакете может быть установлено любым — от 5 до 9 бит. Разумеется, стандартный размер данных — это наш с вами основной 8-разрядный байт, но другие его размеры также в ходу. 7-битный блок данных может быть более эффективным, чем 8-битный, особенно если вы просто переносите 7-битные символы ASCII (текст).

После согласования длины символа оба устройства на последовательной шине также должны согласовать достоверность своих данных. Являются ли данные наиболее старшим битом (msb) наименьшим, или наоборот? Если не указано иное, обычно мы предполагаем, что сначала передается младший бит (lsb)

Биты синхронизации

Биты синхронизации представляют собой два или три специальных бита, передаваемых с каждым фрагментом данных. Это стартовый и стоповый биты. Эти биты отмечают начало и конец пакета. Всегда есть только один стартовый бит, но количество стоповых бит настраивается отдельно. Может быть один или два стоп-бита (чаще всего используется один).

Старт-бит всегда определяется линией данных по его спаду (переходу от 1 в 0), в то время как стоп биты определяются линией по фронту, то есть по переходу из 0 в 1.

Биты четности

Четность — это форма очень простой, низкоуровневой проверки ошибок. Может быть два варианта такой проверки: нечетный или четный. Чтобы создать бит четности, все 5-9 бит блока данных складываются, а четность суммы определяет, установлен бит четности или нет. Например, представим себе что у нас проверка установлена в режим четности. Байт данных в двоичном представлении равен 01011101. Видим, что в байте нечетное количество единиц (пять единиц). В этом случае бит проверки четности будет установлен в 1. Если мы настроим режим проверки на на нечетность, то соответственно, бит проверки будет установлен в 0.

Пример настройки протокола: 9600 8N1

9600 8N1 — 9600 бод, 8 бит данных, без контроля четности и 1 стоповый бит — это одна из наиболее часто используемых настроек последовательного протокола. Итак, как выглядит пакет или два из 9600 8N1 данных? Приведем пример:

Протокол передачи данных UART

Фактически для каждого байта передаваемых данных отправляются 10 бит: начальный бит, 8 бит данных и стоповый бит. Таким образом, при 9600 бит / с мы фактически отправляем 9600 бит в секунду или 960 (9600/10) байтов в секунду.

Теперь, когда вы знаете, как создавать последовательные пакеты, мы можем перейти к разделу аппаратного обеспечения.
Мы увидим, как всё это будет реализовано на уровне сигнала.

Последовательная шина состоит всего из двух проводов: один для отправки данных и другой — для приема. Таким образом, последовательные устройства должны иметь два последовательных контакта: приемник, ( RX ) и передатчик ( TX ).

Протокол передачи данных UART

Важно понимать, что обозначения RX и TX относятся к самому устройству. Поэтому RX одного устройства должен соединяться с TX другого, и наоборот. Это может показаться странным, если вы привыкли подключать сигналы VCC к VCC, GND к GND, MOSI в MOSI и т.д. Но все-таки это имеет смысл, поскольку передатчик (TX ) должен разговаривать с приемником (RX) , а не с другим передатчиком.

Последовательный интерфейс, в котором оба устройства могут отправлять и принимать данные, называется дуплексным или полудуплексным. Дуплексный означает, что оба устройства могут отправлять и принимать одновременно. Полудуплексная связь означает, что последовательные устройства должны по очереди отправлять и принимать данные.

Реализация в железе

Итак, мы с вами рассмотрели асинхронный последовательный протокол с концептуальной стороны. Мы знаем, какие провода нам нужны. Но как осуществляется последовательная связь на уровне сигнала? На самом деле, по-разному. Существуют всевозможные стандарты. Давайте рассмотрим пару наиболее популярных аппаратных реализаций последовательного интерфейса: логического уровня (TTL) и RS-232.

Когда микроконтроллеры и другие низкоуровневые ИС взаимодействуют между собой по последовательному протоколу, они обычно делают это на уровне TTL (транзисторно- транзисторная логика). Последовательные сигналы TTL живут между диапазоном напряжения питания микроконтроллера — обычно от 0 до 3,3 В или 5 В. Сигнал на уровне VCC (3,3 В, 5 В и т. д.) указывает либо о простое, либо это — бит 1 данных, либо стоп-бит. Сигнал 0 В (GND) представляет собой либо стартовый бит, либо бит данных значения 0.

Протокол передачи данных UART

Интерфейс RS-232, который можно найти на некоторых более старых компьютерах и периферийных устройствах, похож на обычный последовательный TTL. У них просто разные уровни напряжения. Обычно сигналы RS-232 варьируются от -13 В до +13В, хотя спецификация позволяет все что угодно в диапазоне от +/- 3 В до +/- 25 В. Низкое напряжение (-5 В, -13 В и т. д.) указывает либо холостой ход, либо стоп-бит, либо бит данных значения 1. Высокий сигнал RS-232 означает либо стартовый бит, либо 0-бит данных. В полярности сигналов как раз кроется противоположность последовательному TTL.

Протокол передачи данных UART

Во встроенных схемах (внутри одного устройства) намного проще использовать последовательные сигналы формата TTL. Но в случае с длинными линиями передачи данных низкие уровни TTL намного более восприимчивы к потерям и помехам. RS-232 или более сложные стандарты, такие как RS-485, лучше подходят для последовательных передач на большие расстояния.

Когда вы соединяете два последовательных устройства вместе, важно убедиться, что их сигнальные напряжения совпадают. Вы не можете напрямую соединять последовательное устройство TTL с шиной RS-232. Вам придется конвертировать их уровни для взаимной совместимости.

UART

Универсальный асинхронный приемник / передатчик (UART) представляет собой блок схем, ответственный за реализацию последовательной связи. По сути, UART выступает в качестве посредника между параллельными и последовательными интерфейсами. На одном конце UART есть шина из восьми (или около того) линий данных (плюс некоторые управляющие контакты), с другой — два последовательных провода — RX и TX.

Протокол передачи данных UART

Упрощенная схема интерфейса UART

Интерфейсы UART существуют в виде отдельных микросхем, но чаще всего они встроены в микроконтроллеры. Чтобы узнать, есть ли у вашего МК протокол UART, вам придется почитать даташит на этот контроллер. У некоторых нет ни одного, у некоторых есть, у некоторых их несколько. Например, Arduino Uno, основанный на старом добром ATmega328, имеет только один UART, в то время как Arduino Mega — построенный на ATmega2560 — имеет целых четыре UART.

R и T в терминологии UART несут ответственность за отправку и получение последовательных данных. На стороне передачи UART должен создать пакет данных — добавление битов синхронизации и четности — и отправить этот пакет по линии TX в соответствии с установленной скоростью передачи. На стороне приема UART должен проверять линию RX со скоростью, соответствующей ожидаемой скорости передачи в бодах, выбирать биты синхронизации и выделять данные.

Протокол передачи данных UART

Внутренняя блок-схема UART (любезно предоставлена Exar ST16C550)

Более продвинутые UART могут передавать полученные данные в буфер, где они будут оставаться до тех пор, пока микроконтроллер не сможет их получить и обработать. Обычно UART выдают буферизованные данные по принципу «первым вошел — первым вышел» (FIFO). Буферы могут быть как маленькими, так и большими, более тысячи байтов.

Программный UART

Если микроконтроллер не имеет встроенного аппаратного UART (или их количество недостаточно для приложения), последовательный интерфейс может быть реализован программно. Это тот подход, который используется в библиотеках Arduino, таких, как SoftwareSerial.Точность работы программно реализуемого UART меньше чем аппаратного, но в крайнем случае можно использовать и такой вариант.

Общие вопросы

Это все, что связано с последовательной связью. Я хотел бы обратить ваше внимание на распространенные ошибки, которые допускают инженеры любого уровня опыта. Это досадные ошибки вроде RX-to-TX, TX-to-RX. Удивительно, но это ошибка, которую я допускал несколько раз.

Несоответствие скорости передачи

Скорость передачи данных — это вроде языка в последовательной связи. Если два устройства не «говорят» с одинаковой скоростью, данные могут быть либо неверно истолкованы, либо полностью пропущены. Если все принимающее устройство «видит» на своей линии приема гору мусора, проверьте соответствие скоростей передачи и приема.

Протокол передачи данных UART

Данные передавались со скоростью 9600 бит/с, но получены со скоростью 19200 бит/с. В итоге — гора мусора.

Объединение шин

Последовательная связь предназначена для того, чтобы два устройства могли обмениваться данными по одной последовательной шине. Если несколько устройств пытаются передать на одной и той же последовательной линии, вы можете столкнуться с конкуренцией на шинах.

Например, если вы подключаете GPS-модуль своего Arduino, вы можете просто подключить TX-линию этого модуля к линии RX Arduino. Но этот вывод Arduino RX уже подключен к контакту TX преобразователя USB-to-serial, который используется всякий раз, когда вы программируете Arduino или используете Serial Monitor. Это порождает возможность возникновения ситуации, когда и модуль GPS, и чип FTDI попытаются передать данные на одной и той же шине одновременно.

Протокол передачи данных UART

Два передатчика пытаются отправить данные в одну и ту же шину. Ситуация конкуренции на шине

В общем, нужно придерживаться правила — одна последовательная шина, два последовательных устройства!

110 comments

Уведомление: Quels sont les six familles ou acheter du cialis
Уведомление: safe canadian online pharmacies

Уведомление: Feeling chilled or experiencing shivering sensations despite the absence of a cold environment or fever may indicate thyroid deficiency: synthroid brand name cost

Уведомление: atorvastatin cost without insurance | Can stress management techniques lower the risk of heart disease

Уведомление: Why you should not take antibiotics?
Уведомление: Where is liver pain located?
Уведомление: http://trommelforum.ch/forum/profile/franbervage/
Уведомление: https://www.horreur.club/community/profile/canadianpharmacy/
Уведомление: https://essidi.cm/community/profile/canadianpharmacy/
Уведомление: canada online pharmacies
Уведомление: abusetalk.co.ukforumprofilecanadianpharmacy
Уведомление: Can antibiotics raise heart rate?
Уведомление: prescription drugs without prior prescription
Уведомление: warriorfarm.co.ukcommunityprofile153413
Уведомление: ascenddeals.combeaverageprofilecanadianpharmacy
Уведомление: https://baldstyled.com/community/profile/canadianpharmacy/
Уведомление: How can u tell if you have chlamydia?
Уведомление: www.careerstek.comforumprofilecanadianpharmacy
Уведомление: canadian online pharmacy
Уведомление: Quelles sont les composantes d’une famille: sildenafil 100mg prix
Уведомление: Comment fait-on Lamour a 70 ans | tadalafil generique
Уведомление: Quels sont les problemes de la famille cialis vidal
Уведомление: What organ can you love without vidalista professional 20 mg
Уведомление: What do men expect in a relationship | side effects of vidalista
Уведомление: What time of day is sperm count highest: buy vidalista
Уведомление: Persistent headaches or migraines can be associated with thyroid deficiency?

Уведомление: Lack of motivation and decreased productivity can be linked to thyroid deficiency and low energy levels?

Уведомление: Does clomiphene increase the risk of miscarriage in women with recurrent pregnancy loss?

Уведомление: Does smoking affect a woman’s ability to ovulate?
Уведомление: Does cholesterol affect the health of the sweat glands

Уведомление: How does a lack of access to education and awareness about heart-healthy lifestyles impact heart disease prevention

Уведомление: Why do my legs seize up at night — Dapoxetine walmart over the counter
Уведомление: How do you know she’s the one to marry — pink viagra pills
Уведомление: How do you know if you are naturally attractive?
Уведомление: What is the biggest source of infection?
Уведомление: Qu’est-ce qu’il ne faut pas accepter dans un couple viagra naturel africain
Уведомление: Study Links Inhaler Use to Increased Risk of Glaucoma — albuterol inhaler

Уведомление: Exercise can help alleviate treatment-related side effects in breast cancer patients. Tamoxifen 10 mg side effects

Уведомление: What can flush your liver | cefadroxil with or without food
Уведомление: What makes a man fall deeply in love with a woman cheap vardenafil
Уведомление: amoxil 500 precio — What are signs of strong immune system

Уведомление: What over the counter medications can be used for relieving back pain — over counter allergy medication

Уведомление: How long can the average man stay erect | fildena 50mg over the counter
Уведомление: plaquenil tabs 200 mg | Is honey good for your liver
Уведомление: What happens if a bacterial infection goes untreated — stromectol 12mg online
Уведомление: Which inhaler is easiest to use albuterol sulfate hfa
Уведомление: Medications and Eye Infections: Clearing the Path to Recovery — over the counter viagra
Уведомление: buy plaquenil online
Уведомление: How do you know she’s the one to marry
Уведомление: Is 8 shots of vodka a lot | plaquenil 200 mg price
Уведомление: Can I get medication for anxiety from an online pharmacy
Уведомление: What foods are good for rebuilding your liver?
Уведомление: How long until antibiotics are out of your system ivermectin where to buy?
Уведомление: How do you stop getting wet when turned on buy stromectol 3 mg?
Уведомление: Can you test for a parasite at home?
Уведомление: Does turmeric help with parasites ivermectin dosage for humans?
Уведомление: What is the best probiotic after taking antibiotics ivermectin tablets for humans?
Уведомление: Do antibiotics interfere with blood pressure medication buy stromectol 3mg?
Уведомление: How long does it take for a parasite to make you sick stromectol 3mg dosage?
Уведомление: How do you know if sperm has entered buy stromectol 6mg?
Уведомление: How can you bring your blood pressure down quickly stromectol 6mg?

Уведомление: Can antibiotics be used for urinary tract infections (UTIs) while menstruating ivermectin cream cost?

Уведомление: Can antibiotics be used to treat infections in patients with bacterial pneumonia and community-acquired pneumonia ivermectin dose for scabies?

Уведомление: Why is my cough worse after steroid inhaler symbicort inhaler asthma dosing?
Уведомление: Does albuterol increase heart rate ventolin hfa 90 mcg inhaler?
Уведомление: How can I raise my oxygen level quickly?
Уведомление: What is the difference between a puffer and an inhaler?

Уведомление: How long should you wait to eat or drink after using an inhaler can you take stolt with ventolin?

Уведомление: canadian online pharmacies prescription drugs?
Уведомление: people’s pharmacy?
Уведомление: What is a toxic infection Zithromax suspension?
Уведомление: What color is trichomoniasis discharge Azithromycin cats?
Уведомление:
Уведомление: How long to wait for round 2??
Уведомление: Why do I crave physical touch so much cialis walmart price??
Уведомление: How do you handle a cheating man??
Уведомление: What to do when he goes silent??
Уведомление: What should you eat before bedtime??
Уведомление: Can a woman have 4 babies at once??
Уведомление: What happens when a guy takes zinc??
Уведомление: Will my silence bring him back??

Уведомление: When comparing prices for dapoxetine, it is important to factor in any potential shipping delays or customs fees that may be required if purchasing from an international retailer.?

Уведомление: PE can also be a side effect of some medical conditions such as diabetes, hypertension, and heart disease.?

Уведомление: Can antibiotics prevent infection in patients with cancer??
Уведомление: How quickly do antibiotics work??
Уведомление: buyviagraonlinet.com
Уведомление: Is impotency genetic Cenforce 50 sildenafil citrate??
Уведомление: Medications and Mental Health in Students: Supporting Academic Success lasix 40mg uk.
Уведомление: Personalized Cancer Vaccines — Tailoring Treatment vidalista 20 reviews
Уведомление: How do you give quality care purchase Cenforce for sale?

Уведомление: Medications and Brain Health — Unlocking Potential, Enhancing Cognitive Function albuterol inhaler?

Уведомление: Medications — Unraveling the Complexity of Autoimmune Diseases stromectol dosing?
Уведомление: Medications and Asthma Control — Breathing Freely, Living Fully stromectol 3mg dosage?

Уведомление: Medications and Sleep Disorders in Children — Restoring Restful Nights ivermectin for dogs?

Уведомление: Medications and Thyroid Health — Regulating Metabolism stromectol uk?
Уведомление: What are 3 signs of a cheating spouse Cenforce?
Уведомление: What should I eat for long last in bed Cenforce?
Уведомление: Why is my husband not getting erect Cenforce 100?
Уведомление: Why is my sperm watery and clear Cenforce over the counter?
Уведомление: Emerging Viral Threats — Pandemic Preparedness buy cheap online dapoxetine?
Уведомление: fildena super active softgel capsules?
Уведомление: Medications and Anxiety Management — Finding Calm in Chaos ventolin hfa 90 mcg inhaler?
Уведомление: priligy de 30 o 60 mg?
Уведомление: stromectol 3 mg online?
Уведомление: what is stromectol used for?
Уведомление: Exploring Herbal Medications for Holistic Well-being dapoxetine and sildenafil?
Уведомление: Obesity Epidemic — Causes, Consequences, and Cures viagra pill picture?

Уведомление: Unlocking the Potential of Natural Medicines for Optimal Health where can i buy hydroxychloroquine 200 mg?

Уведомление: Can antibiotics be used for sinusitis metronidazole tablets?
Уведомление: Navigating the World of Over-the-Counter Medications buy levothyroxine online?

Добавить комментарий Отменить ответ

3D печать
Аудиотехника и звук
Все статьи блога
Гитарная электроника
Гитарные усилители и комбики
Гитарные эффекты
Для автомобиля
Для компьютера
Зарядные устройства
Звукозапись
Измерения
Импульсные источники питания
Интерфейсы и протоколы
Источники питания
Ламповые Схемы
Линейные источники питания
Микроконтроллеры
Музыкальная электроника
Радиолюбительские технологии
Радиолюбителю — конструктору
Разное
Светодиоды, светотехника
Синтез звука
Таймер 555 и его применение
Файлы и программы
Цифровая Электроника
Электроника в хозяйстве и быту
Электроника из Китая

Случайная Статья

Fender Reverb 6G15 ламповый пружинный ревербератор

Самодельный мини-усилитель для наушников

Гибкая светодиодная лампа с питанием от USB из микрофонного кабеля от компьютерных наушников

Монитор 7 дюймов HDMI для видео и Raspberry Pi из Китая с Алиэкспресс

Простой таймер на микросхеме NE555

Реверс однофазного конденсаторного двигателя с пультом ДУ

3D модель раскладной футляр для карт памяти SD и Micro SD

Цифровой мультиметр MASTECH MS8239C

Конденсаторный микрофон с поп фильтром на 3D принтере

Светодиодные лампы 12в из Китая

Высоковольтный стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания

USB-UART TTL Адаптер на FTDI FT232

Тэги

Ваш браузер не поддерживает тег HTML5 CANVAS.