UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter), es un protocolo de comunicación en serie asíncrono que se utiliza para transmitir datos en serie.
1. Descripción del principio UART
UART es un modo de trabajo full-duplex, y su método de transmisión de datos es el siguiente:
Al enviar datos: la CPU escribe datos paralelos en UART y UART los envía en serie en un cable de acuerdo con un formato determinado;
Al recibir datos: el UART detecta la señal en el otro cable, coloca los datos en serie en el búfer y la CPU puede leer el UART para obtener estos datos.
El método de conexión UART más optimizado solo necesita 3 cables: TxD se usa para enviar datos, RxD se usa para recibir datos y Gnd se usa para proporcionar niveles de referencia para ambas partes. La conexión se muestra en la siguiente figura:
Diagrama de conexión UART
Las líneas de datos TxD y RxD transmiten datos con "bit" como la unidad más pequeña. Frame (trama) está compuesta por una serie de bits con significado completo e indivisible, que incluye bit de inicio, bit de datos, bit de paridad (si es necesario) y bit de parada. Antes de enviar datos, los UART deben ponerse de acuerdo sobre la tasa de transmisión de datos (es decir, el tiempo que ocupa cada bit, y su recíproco se denomina tasa de baudios), el formato de transmisión de datos (es decir, cuántos bits de datos, si usar el bit de paridad, es paridad impar o paridad, cuántos bits de parada).
El proceso de transferencia de datos es el siguiente.
(1) Por lo general, la línea de datos está en estado "inactivo" (1 estado).
(2) Cuando se van a enviar datos, el UART cambia el estado de la línea de datos TxD (cambia al estado 0) y mantiene 1 bit de tiempo, de modo que después de que el receptor detecte el bit de inicio, comenzará poco a poco después de esperar durante un tiempo de 1,5 bits El estado de la línea de datos se detecta para obtener los datos transmitidos.
(3) Puede haber 5, 6, 7 u 8 bits de datos en una trama UART, y el remitente cambia el estado de la línea de datos poco a poco para enviarlos, enviando primero el bit más bajo.
(4) Si se utiliza la función de verificación, el UART enviará un bit de verificación después de enviar los bits de datos. Hay dos métodos de pago: pago impar y pago par: en los bits de datos y los bits de verificación, el número de "1" es igual a par o impar.
(5) Finalmente, se envía el bit de parada y la línea de datos vuelve al estado "inactivo" (estado 1). Hay tres tipos de longitudes de bits de parada: 1 bit, 1,5 bits y 2 bits.
2. Cómo usar UART
Aquí tomamos S3C2410 UART como ejemplo para ilustrar el uso de UART.
(1) Configure la velocidad en baudios y el formato de transmisión.
Antes de usarlo, debe configurar la velocidad en baudios y el formato de transmisión. El formato de transmisión incluye cuántos bits de datos, si usar paridad, paridad impar o par, cuántos bits de parada y si usar control de flujo.
(2) Establecer la función UART del pin
(3) Seleccione el modo de interrupción de bit del modo de trabajo de tubería UART o el modo DMA
Después de configurar las funciones anteriores, escriba datos en un registro para enviar y lea un registro para obtener los datos recibidos. Puede saber si los datos se han enviado y recibido consultando el registro de estado o configurando una interrupción.
3. Ventajas de UART
(1) La comunicación full-duplex solo necesita tres cables: TX, RX, GND
(2) Hay un bit de paridad
4. Desventajas de UART
La tasa de transferencia de datos es baja.