English
Uart sẽ thực hiện quá trình giao tiếp giữa máy tính với nhiều thiết bị khác, mang đến nhiều ứng dụng trong đời sống hiện nay. Cụ thể Uart là gì, chúng sở hữu những ưu – nhược điểm gì, cách thức hoạt động rao sao? Hãy cùng Cti Supply tìm hiểu chi tiết các thông tin về giao tiếp Uart trong bài viết sau đây.
Nội dung chính
Tìm hiểu Uart là gì?
Uart là gì? UART – Bộ truyền nhận dữ liệu không đồng bộ (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) được biết là một giao thức truyền thông phần cứng sử dụng giao tiếp nối tiếp không đồng bộ, có thể cấu hình được tốc độ. Chức năng chính của Uart đó là truyền đi các dữ liệu nối tiếp.
Hiện nay, hầu hết ở những vi điều khiển, máy tính hay hệ thống nhúng đều đang sử dụng giao tiếp Uart như là một giao thức giao tiếp giữa thiết bị với thiết bị. Giao thức này sẽ sử dụng 2 dây cho bên nhận và bên truyền.
Trong Uart, giao tiếp giữa 2 thiết bị có thể được thực hiện trực tiếp với nhau theo 2 cách là: giao tiếp dữ liệu nối tiếp, giao tiếp dữ liệu song song. Các dữ liệu song song sẽ được chuyển thành dạng nối tiếp đến Uart nhận. Sau đó, dữ liệu nối tiếp sẽ lại được chuyển thành song song ở phía bên nhận.
Ưu điểm và nhược điểm của giao tiếp Uart
Ưu và nhược điểm của giao tiếp Uart là gì, sau đây là một số đánh giá tổng quan về Uart mà Cti Supply muốn chia sẻ đến bạn:
Ưu điểm
- Chỉ cần dùng 2 dây truyền dữ liệu
- Không cần đến tín hiệu clock
- Có 2 bit chẵn lẻ nên có thể kiểm tra lỗi dễ dàng
- Cấu trúc gói dữ liệu có thể thay đổi được miễn là cả 2 bên đều được thiết lập để giao tiếp với nhau
- Phương pháp giao tiếp Uart có nhiều tài liệu hướng dẫn và cũng là bộ truyền dữ liệu đang được sử dụng rộng rãi hiện nay
Nhược điểm
- Kích thước của khung dữ liệu giới hạn tối đa là 9 bit, khá nhỏ so với nhu cầu sử dụng
- Không được hỗ trợ nhiều hệ thống master và slave
- Tốc độ truyền của mỗi giao tiếp Uart phải nằm trong khoảng 10% của nhau
Sơ đồ khối của giao tiếp Uart
Sơ đồ khối Uart bao gồm 2 thành phần là: máy phát và máy thu.
- Phần máy phát bao gồm 3 khối: thanh ghi giữ truyền, thanh ghi dịch chuyển, logic điều khiển.
- Phần máy thu bao gồm: một thanh ghi giữ, thanh ghi thay đổi, logic điều khiển.
Cả 2 phần này thường được cung cấp bởi 1 bộ tạo tốc độ baud. Trình tạo này được dùng để tạo tốc độ khi phần máy phát và phần máy thu phải truyền hay nhận dữ liệu.
Nguyên lý hoạt động
Uart truyền dữ liệu nối tiếp, theo 1 trong 3 chế độ:
- Simplex: Chỉ tiến hành giao tiếp một chiều
- Half duplex: Dữ liệu sẽ đi theo một hướng tại 1 thời điểm
- Full duplex: Thực hiện giao tiếp đồng thời đến và đi từ mỗi master và slave
Chân Tx (truyền) của một chip sẽ kết nối trực tiếp với chân Rx (nhận) của chip khác và ngược lại. Quá trình truyền dữ liệu thường sẽ diễn ra ở 3.3V hoặc 5V. Uart là một giao thức giao tiếp giữa một master và một slave. Trong đó 1 thiết bị được thiết lập để tiến hành giao tiếp với chỉ duy nhất 1 thiết bị khác.
Dữ liệu truyền đến và đi từ Uart song song với thiết bị điều khiển. Khi tín hiệu gửi trên chân Tx (truyền), bộ giao tiếp Uart đầu tiên sẽ dịch thông tin song song này thành dạng nối tiếp và sau đó truyền tới thiết bị nhận. Chân Rx (nhận) của Uart thứ 2 sẽ biến đổi nó trở lại thành dạng song song để giao tiếp với các thiết bị điều khiển.
Dữ liệu truyền qua Uart sẽ đóng thành các gói (packet). Mỗi gói dữ liệu chứa 1 bit bắt đầu, 5 – 9 bit dữ liệu (tùy thuộc vào bộ Uart), 1 bit chẵn lẻ tùy chọn và 1 bit hoặc 2 bit dừng.
Quá trình truyền dữ liệu của Uart sẽ diễn ra dưới dạng các gói dữ liệu này, bắt đầu bằng 1 bit bắt đầu, đường mức cao được kéo dần xuống thấp. Sau bit bắt đầu là 5 – 9 bit dữ liệu truyền trong khung dữ liệu của gói, theo sau là bit chẵn lẻ tùy chọn để nhằm xác minh việc truyền dữ liệu thích hợp. Sau cùng, 1 hoặc nhiều bit dừng sẽ được truyền ở nơi đường đặt tại mức cao. Vậy là sẽ kết thúc việc truyền đi một gói dữ liệu
Ứng dụng
Uart là gì, chúng có những ứng dụng như thế nào? Uart hiện được ứng dụng khá phổ biến trong các bộ vi điều khiển cho những yêu cầu chính xác. Giao tiếp Uart cũng được dùng trong các thiết bị liên lạc khác như những giao tiếp không dây, thiết bị Bluetooth, GPS cùng với nhiều ứng dụng khác.
Các tiêu chuẩn truyền thông như RS422 & TIA được dùng trong Uart ngoại trừ RS232. Thông thường, Uart là một IC riêng được dùng trong giao tiếp nối tiếp với bộ Uart.
Mong rằng qua bài viết trên đã giúp bạn hiểu được Uart là gì, những ích lợi, cách vận hành và ứng dụng của giao tiếp Uart trong các thiết bị máy móc mang đến sự giao tiếp đơn giản nhưng hiệu quả giữa các vi điều khiển, PC.