プリンター、マウスなどの古いコンピューターパーツを覚えている場合、キーボードはコネクターの助けを借りて関連付けられています。コンピュータとこれらの部品間の通信プロセスは、UARTを使用して行うことができます。ユニバーサルシリアルバス（USB）は、コンピューター上のあらゆる種類の通信原理を変えました。ただし、UARTは上記で宣言されたアプリケーションで引き続き使用されます。ほぼすべてマイクロコントローラの種類アーキテクチャには、シリアル通信のためにUARTハードウェアが組み込まれており、通信に2本のケーブルしか使用しません。この記事では、UARTとは何かについて説明します。 UARTのしくみ、 シリアル通信とパラレル通信の違い、 UARTブロック図 、UART通信、UARTインターフェース、アプリケーション、長所、および短所。

UARTとは何ですか？

ザ・ UARTフルフォーム は「ユニバーサル非同期レシーバ/トランスミッタ」であり、マイクロコントローラ内に組み込まれたICですが、通信プロトコル（I2CおよびSPI）とは異なります。 UARTの主な機能はシリアルデータ通信です。 UARTでは、2つのデバイス間の通信は、シリアルデータ通信とパラレルデータ通信の2つの方法で実行できます。

UART

シリアルおよびパラレル通信

シリアルデータ通信では、データは1本のケーブルまたはラインを介してビット単位で転送でき、必要なケーブルは2本だけです。シリアルデータ通信は、パラレル通信と比較して高価ではありません。必要な回路と配線は非常に少なくて済みます。したがって、この通信は、パラレル通信と比較して複合回路で非常に役立ちます。

並列データ通信では、一度に複数のケーブルを介してデータを転送できます。パラレルデータ通信は、追加のハードウェアとケーブルが必要になるため、費用がかかるだけでなく、非常に高速です。この通信の最良の例は、古いプリンター、PCI、RAMなどです。

パラレル通信

UARTブロック図

UARTのブロック図は、以下に示す送信機と受信機の2つのコンポーネントで構成されています。送信機セクションには、送信ホールドレジスタ、シフトレジスタ、および制御ロジックの3つのブロックが含まれます。同様に、レシーバセクションには、受信ホールドレジスタ、シフトレジスタ、および制御ロジックが含まれます。これらの2つのセクションは、通常、ボーレートジェネレータによって提供されます。このジェネレータは、送信機セクションと受信機セクションがデータを送信または受信する必要がある場合の速度を生成するために使用されます。

トランスミッタのホールドレジスタは、送信されるデータバイトで構成されます。送信機と受信機のシフトレジスタは、1バイトのデータが送信または受信されるまでビットを右または左に移動します。読み取り（または）書き込み制御ロジックは、いつ読み取りまたは書き込みを行うかを指示するために使用されます。

送信機と受信機の間のボーレートジェネレータは、110bpsから230400bpsの範囲の速度を生成します。通常、マイクロコントローラのボーレートは9600〜115200です。

UARTブロック図

“双方向電気スイッチの配線図 ”

UART通信

この通信では、送信UARTと受信UARTの2種類のUARTが利用可能であり、これら2つの間の通信は相互に直接行うことができます。このため、2つのUART間で通信するために必要なケーブルは2本だけです。データの流れは、UARTの送信（Tx）ピンと受信（Rx）ピンの両方から行われます。 UARTでは、TxUARTからRxUARTへのデータ送信を非同期で行うことができます（o / pビットを同期するためのCLK信号はありません）。

UARTのデータ転送は、マイクロコントローラ、メモリ、CPUなどの他のデバイスによる並列形式のデータバスを使用して実行できます。バスから並列データを受信した後、3ビットを追加してデータパケットを形成します。開始、停止、パリティなど。データパケットを少しずつ読み取り、受信したデータを並列形式に変換して、データパケットの3ビットを削除します。結論として、UARTによって受信されたデータパケットは、受信側のデータバスに向かって並列に転送されます。

UART通信

スタートビット

“1.5 vDC電源 ”

スタートビットは、実際のデータの前に配置される同期ビットとも呼ばれます。一般に、非アクティブなデータ伝送ラインは高電圧レベルで制御されます。データ送信を開始するために、UART送信はデータラインを高電圧レベル（1）から低電圧レベル（0）にドラッグします。 UARTを取得すると、データライン上での高レベルから低レベルへのこの変換に気づき、実際のデータの理解を開始します。通常、スタートビットは1つだけです。

ストップビット

ストップビットは、データパケットの最後に配置されます。通常、このビットは2ビットの長さですが、多くの場合、ビットのみが使用されます。放送を停止するために、 UART データラインを高電圧に保ちます。

パリティビット

パリティビットにより、受信者は収集されたデータが正しいかどうかを確認できます。これは低レベルの障害チェックシステムであり、パリティビットは偶数パリティと奇数パリティなどの2つの範囲で使用できます。実際、このビットは広く使用されていないため、必須ではありません。

データビットまたはデータフレーム

データビットには、送信者から受信者に伝達される実際のデータが含まれます。データフレーム長は5〜8の範囲である可能性があります。データフレーム長が9ビット長である可能性があるときにパリティビットが使用されない場合。一般に、最初に送信されるデータのLSBは、送信に非常に役立ちます。

UARTインターフェース

次の図は、UARTとのインターフェースを示しています。マイクロコントローラー。 UART通信は、TXD、RXD、GNDなどの3つの信号を使用して実行できます。

これを利用することで、8051マイクロコントローラボードやUARTモジュールからパソコンにテキストを展示することができます。 8051ボードには、UART0とUART1などの2つのシリアルインターフェイスがあります。ここでは、UART0インターフェースが使用されます。 Txピンは情報をPCに送信し、RxピンはPCから情報を受信します。ボーレートは、マイクロコントローラーとPCの両方の速度を表すために使用できます。マイクロコントローラとPCの両方のボーレートが類似している場合、データの送受信を適切に行うことができます。