UART కమ్యూనికేషన్: బ్లాక్ రేఖాచిత్రం మరియు దాని అనువర్తనాలు

ప్రింటర్, మౌస్ వంటి పాత కంప్యూటర్ భాగాలను మనం గుర్తుంచుకుంటే, కీబోర్డ్ కనెక్టర్ల సహాయంతో ముడిపడి ఉంటుంది. కంప్యూటర్ మరియు ఈ భాగాల మధ్య కమ్యూనికేషన్ ప్రక్రియ UART ఉపయోగించి చేయవచ్చు. యూనివర్సల్ సీరియల్ బస్ (యుఎస్‌బి) కంప్యూటర్లలో అన్ని రకాల కమ్యూనికేషన్ సూత్రాలను మార్చింది. కానీ, పైన ప్రకటించిన అనువర్తనాల్లో UART ఇప్పటికీ ఉపయోగించబడుతుంది. సుమారు అన్ని మైక్రోకంట్రోలర్ రకాలు ఆర్కిటెక్చర్స్ సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ కారణంగా అంతర్నిర్మిత UART హార్డ్‌వేర్‌ను కలిగి ఉన్నాయి మరియు కమ్యూనికేషన్ కోసం రెండు కేబుల్‌లను మాత్రమే ఉపయోగిస్తాయి. ఈ వ్యాసం UART, UART ఎలా పనిచేస్తుంది, సీరియల్ మరియు సమాంతర కమ్యూనికేషన్ మధ్య వ్యత్యాసం, UART బ్లాక్ రేఖాచిత్రం , UART కమ్యూనికేషన్, UART ఇంటర్‌ఫేసింగ్, అప్లికేషన్స్, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు.

UART అంటే ఏమిటి?

ది UART పూర్తి రూపం “యూనివర్సల్ ఎసిన్క్రోనస్ రిసీవర్ / ట్రాన్స్మిటర్”, మరియు ఇది మైక్రోకంట్రోలర్‌లో అంతర్నిర్మిత ఐసి కాని కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్ (I2C & SPI) లాగా లేదు. UART యొక్క ప్రధాన విధి సీరియల్ డేటా కమ్యూనికేషన్. UART లో, రెండు పరికరాల మధ్య కమ్యూనికేషన్ రెండు విధాలుగా చేయవచ్చు, అవి సీరియల్ డేటా కమ్యూనికేషన్ మరియు సమాంతర డేటా కమ్యూనికేషన్.

UART

సీరియల్ మరియు సమాంతర కమ్యూనికేషన్

సీరియల్ డేటా కమ్యూనికేషన్‌లో, డేటాను ఒకే కేబుల్ లేదా లైన్ ద్వారా బిట్-బై-బిట్ రూపంలో బదిలీ చేయవచ్చు మరియు దీనికి కేవలం రెండు కేబుల్స్ అవసరం. మేము సమాంతర సమాచార మార్పిడితో పోల్చినప్పుడు సీరియల్ డేటా కమ్యూనికేషన్ ఖరీదైనది కాదు. దీనికి చాలా తక్కువ సర్క్యూట్రీతో పాటు వైర్లు అవసరం. అందువల్ల, సమాంతర సమాచారంతో పోలిస్తే సమ్మేళనం సర్క్యూట్లలో ఈ కమ్యూనికేషన్ చాలా ఉపయోగపడుతుంది.

సమాంతర డేటా కమ్యూనికేషన్‌లో, డేటాను ఒకేసారి బహుళ తంతులు ద్వారా బదిలీ చేయవచ్చు. సమాంతర డేటా కమ్యూనికేషన్ ఖరీదైనది మరియు చాలా వేగంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే దీనికి అదనపు హార్డ్‌వేర్ మరియు కేబుల్స్ అవసరం. ఈ కమ్యూనికేషన్‌కు ఉత్తమ ఉదాహరణలు పాత ప్రింటర్లు, పిసిఐ, ర్యామ్ మొదలైనవి.

సమాంతర కమ్యూనికేషన్

UART బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

UART బ్లాక్ రేఖాచిత్రం ట్రాన్స్మిటర్ & రిసీవర్ అనే రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది, అవి క్రింద చూపించబడ్డాయి. ట్రాన్స్మిటర్ విభాగంలో ట్రాన్స్మిట్ హోల్డ్ రిజిస్టర్, షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ మరియు కంట్రోల్ లాజిక్ అనే మూడు బ్లాక్స్ ఉన్నాయి. అదేవిధంగా, రిసీవర్ విభాగంలో రిసీవ్ హోల్డ్ రిజిస్టర్, షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ మరియు కంట్రోల్ లాజిక్ ఉన్నాయి. ఈ రెండు విభాగాలు సాధారణంగా బాడ్-రేట్-జనరేటర్ ద్వారా అందించబడతాయి. ట్రాన్స్మిటర్ విభాగం & రిసీవర్ విభాగం డేటాను ప్రసారం చేయవలసి వచ్చినప్పుడు లేదా స్వీకరించినప్పుడు వేగాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఈ జనరేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

ట్రాన్స్మిటర్‌లోని హోల్డ్ రిజిస్టర్‌లో ప్రసారం చేయవలసిన డేటా-బైట్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్లలోని షిఫ్ట్ రిజిస్టర్లు డేటాను బైట్ ప్రసారం చేసే వరకు లేదా స్వీకరించే వరకు బిట్లను కుడి లేదా ఎడమ వైపుకు కదిలిస్తాయి. ఎప్పుడు చదవాలి లేదా వ్రాయాలో చెప్పడానికి రీడ్ (లేదా) రైట్ కంట్రోల్ లాజిక్ ఉపయోగించబడుతుంది.

ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్లలో బాడ్-రేట్-జనరేటర్ 110 బిపిఎస్ నుండి 230400 బిపిఎస్ వరకు వేగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సాధారణంగా, మైక్రోకంట్రోలర్ల యొక్క బాడ్ రేట్లు 9600 నుండి 115200 వరకు ఉంటాయి.

UART బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

UART కమ్యూనికేషన్

ఈ కమ్యూనికేషన్‌లో, UART ప్రసారం చేయడం మరియు UART స్వీకరించడం అనే రెండు రకాల UART లు అందుబాటులో ఉన్నాయి మరియు ఈ రెండింటి మధ్య కమ్యూనికేషన్ నేరుగా ఒకదానికొకటి చేయవచ్చు. దీని కోసం, రెండు UART ల మధ్య కమ్యూనికేట్ చేయడానికి రెండు తంతులు అవసరం. డేటా ప్రవాహం UART ల యొక్క ప్రసార (Tx) & స్వీకరించే (Rx) పిన్‌ల నుండి ఉంటుంది. UART లో, Tx UART నుండి Rx UART వరకు డేటా ట్రాన్స్మిషన్ అసమకాలికంగా చేయవచ్చు (o / p బిట్లను సమకాలీకరించడానికి CLK సిగ్నల్ లేదు).

మైక్రోకంట్రోలర్, మెమరీ, సిపియు వంటి ఇతర పరికరాల ద్వారా సమాంతరంగా డేటా బస్సును ఉపయోగించడం ద్వారా UART యొక్క డేటా ట్రాన్స్మిషన్ చేయవచ్చు. బస్సు నుండి సమాంతర డేటాను స్వీకరించిన తరువాత, ఇది మూడు బిట్లను జోడించడం ద్వారా డేటా ప్యాకెట్ను రూపొందిస్తుంది ప్రారంభం, ఆపటం మరియు సమానత్వం వంటివి. ఇది డేటా ప్యాకెట్ బిట్‌ను బిట్‌గా చదువుతుంది మరియు అందుకున్న డేటాను సమాంతర రూపంలోకి మారుస్తుంది, డేటా ప్యాకెట్ యొక్క మూడు బిట్‌లను తొలగించడానికి. ముగింపులో, UART అందుకున్న డేటా ప్యాకెట్ స్వీకరించే చివర డేటా బస్సు వైపు సమాంతరంగా బదిలీ అవుతుంది.

UART కమ్యూనికేషన్

బిట్ ప్రారంభించండి

స్టార్ట్-బిట్‌ను సింక్రొనైజేషన్ బిట్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది వాస్తవ డేటా ముందు ఉంచబడుతుంది. సాధారణంగా, నిష్క్రియాత్మక డేటా ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ అధిక-వోల్టేజ్ స్థాయిలో నియంత్రించబడుతుంది. డేటా ప్రసారాన్ని ప్రారంభించడానికి, UART ప్రసారం డేటా-లైన్‌ను అధిక వోల్టేజ్ స్థాయి (1) నుండి తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయికి (0) లాగుతుంది. UART పొందడం డేటా రేఖపై అధిక స్థాయి నుండి తక్కువ స్థాయికి రూపాంతరం చెందడాన్ని గమనిస్తుంది అలాగే నిజమైన డేటాను అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభిస్తుంది. సాధారణంగా, ఒకే ప్రారంభ బిట్ ఉంటుంది.

బిట్ ఆపు

స్టాప్ బిట్ డేటా ప్యాకెట్ చివరిలో ఉంచబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ బిట్ 2-బిట్స్ పొడవుగా ఉంటుంది, కానీ తరచుగా బిట్‌లో మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రసారాన్ని ఆపడానికి, ది UART డేటా-లైన్‌ను అధిక వోల్టేజ్‌లో ఉంచుతుంది.

పారిటీ బిట్

సేకరించిన డేటా సరైనదా కాదా అని నిర్ధారించడానికి పారిటీ బిట్ రిసీవర్‌ను అనుమతిస్తుంది. ఇది తక్కువ-స్థాయి తప్పు తనిఖీ వ్యవస్థ & పారిటీ బిట్ ఈవెన్ పారిటీ మరియు ఆడ్ పారిటీ వంటి రెండు పరిధులలో లభిస్తుంది. వాస్తవానికి, ఈ బిట్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడదు కాబట్టి ఇది తప్పనిసరి కాదు.

డేటా బిట్స్ లేదా డేటా ఫ్రేమ్

డేటా బిట్స్‌లో పంపినవారి నుండి రిసీవర్‌కు పంపబడే నిజమైన డేటా ఉంటుంది. డేటా ఫ్రేమ్ పొడవు 5 & 8 మధ్య ఉండవచ్చు. డేటా ఫ్రేమ్ పొడవు 9-బిట్ పొడవు ఉన్నప్పుడు పారిటీ బిట్ ఉపయోగించకపోతే. సాధారణంగా, మొదట ప్రసారం చేయవలసిన డేటా యొక్క ఎల్‌ఎస్‌బి అప్పుడు ప్రసారం చేయడానికి చాలా ఉపయోగపడుతుంది.

UART ఇంటర్ఫేసింగ్

కింది బొమ్మ UART ఇంటర్‌ఫేసింగ్‌ను చూపిస్తుంది మైక్రోకంట్రోలర్ . UX కమ్యూనికేషన్ TXD, RXD మరియు GND వంటి మూడు సిగ్నల్స్ ఉపయోగించి చేయవచ్చు.

దీన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, మేము 8051 మైక్రోకంట్రోలర్ బోర్డుతో పాటు UART మాడ్యూల్ నుండి వ్యక్తిగత కంప్యూటర్‌లోని వచనాన్ని ప్రదర్శించవచ్చు. 8051 బోర్డులో, UART0 మరియు UART1 వంటి రెండు సీరియల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ఉన్నాయి. ఇక్కడ, UART0 ఇంటర్ఫేసింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. Tx పిన్ సమాచారాన్ని PC కి ప్రసారం చేస్తుంది & Rx పిన్ PC నుండి సమాచారాన్ని పొందుతుంది. మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు పిసి రెండింటి వేగాన్ని సూచించడానికి బాడ్ రేటును ఉపయోగించవచ్చు. మైక్రోకంట్రోలర్ & పిసి రెండింటి యొక్క బాడ్ రేట్లు సమానంగా ఉన్నప్పుడు డేటా ట్రాన్స్మిషన్ మరియు రిసెప్షన్ సరిగ్గా చేయవచ్చు.

UART ఇంటర్ఫేసింగ్

UART యొక్క అనువర్తనాలు

UART సాధారణంగా ఖచ్చితమైన అవసరాల కోసం మైక్రోకంట్రోలర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇవి వివిధ కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో కూడా లభిస్తాయి వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ , జిపిఎస్ యూనిట్లు, బ్లూటూత్ మాడ్యూల్ , మరియు అనేక ఇతర అనువర్తనాలు.

RS422 & TIA వంటి కమ్యూనికేషన్ ప్రమాణాలు RS232 మినహా UART లో ఉపయోగించబడతాయి. సాధారణంగా, UART అనేది ఒక ప్రత్యేక IC UART సీరియల్ కమ్యూనికేషన్స్.

UART యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

UART యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి

• డేటా కమ్యూనికేషన్ కోసం దీనికి రెండు వైర్లు మాత్రమే అవసరం
• CLK సిగ్నల్ అవసరం లేదు.
• లోపాలను తనిఖీ చేయడానికి అనుమతించడానికి ఇది ఒక పారిటీ బిట్‌ను కలిగి ఉంటుంది
• డేటా ప్యాకెట్ అమరికను సవరించవచ్చు ఎందుకంటే రెండు ఉపరితలాలు దాని కోసం అమర్చబడి ఉంటాయి
• డేటా ఫ్రేమ్ పరిమాణం గరిష్టంగా 9 బిట్స్
• ఇది అనేక బానిస (లేదా) మాస్టర్ సిస్టమ్‌లను కలిగి ఉండదు
• ప్రతి UART బాడ్ రేటు ఒకదానికొకటి 10% ఉండాలి

అందువలన, ఇదంతా ఒక అవలోకనం గురించి యూనివర్సల్ ఎసిన్క్రోనస్ రిసీవర్ ట్రాన్స్మిటర్ (UART) అనేది మైక్రోకంట్రోలర్‌తో పాటు PC లలో సరళమైన, ఖర్చుతో కూడుకున్న మరియు స్థిరమైన సమాచార మార్పిడిని ఇచ్చే ప్రాథమిక ఇంటర్‌ఫేస్‌లలో ఒకటి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది UART పిన్స్ ?