Interfaz UART: descripción, uso

Recuerda cuando las impresoras, ratones y modems tenían¿Cables gruesos con estos enormes conectores incómodos? ¿Los que literalmente tuvieron que ser atornillados a la computadora? Pocas personas saben que estos componentes UART se utilizaron para comunicarse con su computadora. Casi completamente reemplazé estos viejos cables y conectores con tecnología USB. Las interfaces UART descritas en este artículo no son cosa del pasado. Se utilizan en muchos proyectos de electrónica de bricolaje para conectar lectores de tarjetas GPS, Bluetooth y RFID a Pi, Arduino u otros microcontroladores.

Interfaz UART: descripción

UART significa universal asíncrono.receptor / transmisor. Este no es un protocolo de comunicación, como SPI e I2C, sino un circuito físico en un microcontrolador. El objetivo principal es enviar y recibir información. Uno de los mejores avances en tecnología es que usa solo dos cables.

Una interfaz UART es dos dispositivos quecomunicarse entre sí La fuente de transmisión convierte la información de un dispositivo de control, como un procesador central, en forma serial, la transmite en orden secuencial a un UART receptor, que convierte los valores para el dispositivo receptor. Para transferir información entre dos dispositivos, solo se requieren dos cables.

Introducción a la comunicación UART

UART RS485 transmitet datos asíncronos, lo que significa que noSeñal para sincronizar la salida de bits del transmisor al receptor. En lugar de una señal de reloj, el UART transmisor agrega los bits de inicio y finalización del paquete transmitido. Estos parámetros definen el principio y el final del documento.

Cuando la UART receptora detecta el arranque.bit, comienza a leer los bits entrantes con una cierta frecuencia, conocida como la velocidad de transmisión. La velocidad de transferencia de datos es una medida de la velocidad, expresada en unidades de medida, bit / s. Ambos dispositivos deben funcionar aproximadamente a la misma velocidad de transmisión. La velocidad de transferencia entre los dispositivos de transmisión y recepción puede diferir en un 10%.

Ambos instrumentos también deben configurarse para transmitir y recibir la misma estructura de paquetes.

UART - ¿Qué es y cómo funciona?

UART, que va a transmitir información,lo consigue desde el bus de datos. Se utiliza para enviar información a otro dispositivo, como un procesador, una memoria o un microcontrolador. Después de que el UART transmisor recibe datos paralelos del bus de datos, agrega los bits de inicio, paridad y parada, creando un paquete de datos. Entonces el paquete se muestra secuencialmente, en partes. El UART receptor lee el bit de datos a su salida. El UART receptor convierte la información nuevamente en una forma paralela, borra el bit de inicio y los bits de parada. Finalmente, el UART receptor transmite un paquete de datos en paralelo al bus de datos en el lado receptor.

La línea de transmisión generalmente se mantiene alta.Nivel de tensión cuando no transmite información. Para iniciar la transmisión de datos, el UART transmisor tira de la línea de transmisión de alta a baja en un ciclo. Cuando el UART receptor detecta una transición de alta a baja tensión, comienza a leer bits en la trama de datos a la velocidad de transmisión.

Características técnicas

El sistema básico de UART proporciona fiable,Velocidad moderada, comunicación dúplex completa con tres señales: Tx (datos en serie transmitidos), Rx (datos en serie recibidos) y tierra. A diferencia de otros protocolos, como SPI e I2C, no se requiere una señal de reloj, ya que el usuario proporciona la información de tiempo necesaria al hardware de UART.

Señal de datos típica en la descripción de la interfaz UART- Es solo un voltaje que va entre un nivel lógico bajo y un nivel lógico alto. El receptor puede convertir correctamente estos estados lógicos a datos digitales solo si sabe cuándo probar la señal. Esto se puede hacer fácilmente usando una señal de reloj separada. Por ejemplo, el transmisor actualiza la señal de datos en cada frente del frente, y luego el receptor muestrea los datos en cada borde posterior.

Términos clave

El bit de inicio es el primer bit de una transmisión de un solo byte. Esto indica que la línea de datos está fuera de estado inactivo. El estado inactivo generalmente tiene una altura lógica, por lo que el bit de inicio es lógicamente bajo.

El bit de inicio es un bit de servicio. Esto significa que facilita la comunicación entre el receptor y el transmisor, pero no transmite datos significativos.

El bit de parada es el último bit de una transmisión de un solo byte. Su nivel lógico es el mismo que el estado inactivo de la señal, es decir, el máximo lógico.

Procedimiento paso a paso

Para señalar la finalización de un paquete de datos, el UART de envío conecta la línea de datos de bajo voltaje a alto voltaje durante dos bits de duración.

Descripción de la interfaz UART:

1. El UART transmisor recibe los datos en paralelo desde el bus de datos y agrega el bit de inicio, el bit de paridad y los bits de parada a la trama de datos.

2. El paquete completo se envía secuencialmente desde el transmisor al UART receptor, que muestrea la línea de datos a una velocidad de datos preconfigurada.

3. La UART receptora descarta el bit inicial, el bit de paridad y el bit de parada de la trama de datos, convierte los datos en serie nuevamente en paralelo, los transmite al bus de datos en el lado receptor.

4. Convierte los bytes recibidos de una computadora que usa circuitos paralelos en un flujo de bits en serie para la transmisión saliente.

5. En la transmisión entrante, convierte el flujo de bits en serie a los bytes que la computadora procesa.

6. Agrega el bit de paridad (si se seleccionó) de las transmisiones salientes, verifica la paridad de los bytes entrantes (si se seleccionó), descarta el bit de paridad.

7. Agrega los delimitadores de inicio y finalización, los elimina de las transmisiones entrantes.

Ventajas y desventajas

El protocolo de comunicación no es perfecto, pero el UART es bastante bueno en lo que hace. Aquí hay algunas ventajas y desventajas que lo ayudarán a decidir si se ajustan a las necesidades de su proyecto:

Ventajas:

• Sólo se utilizan dos cables.

• No hay señal de sincronización.

• Tiene un bit de paridad para la comprobación de errores.

• La estructura del paquete de datos se puede cambiar si ambos lados están configurados para ello.

• Método bien documentado y ampliamente utilizado.

Desventajas:

• El tamaño de la trama de datos está limitado a un máximo de 9 bits.

• No es compatible con múltiples sistemas esclavos o múltiples maestros.

Además, la velocidad de datos de cada interfaz UART Arduino debe estar dentro del 10% entre sí.

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