ユニバーサル非同期送受信機 (UART) は、デバイス間デジタル通信の最も単純かつ最も古い形式の1つです。UARTデバイス は、集積回路 (IC) の一部として、または個別のコンポーネントとして見つかります。UARTは、一対のワイヤと共通のグランドを使用して、2つの個別のノード間で通信します。
UARTプロトコル ガイド
「ユニバーサル」セットアップとして、UARTをさまざまなタイプのシリアル プロトコルで動作するように構成できます。 UARTは、1970年代初頭にWestern DigitalのWD1402Aから始まり、シングルチップ ユニットに採用されました。
UART通信方式の場合:
1.1つのチップのTx (送信) ピンは他のチップのRx (受信) ピンに直接接続され、その逆も同様です。通常、送信は3.3または5 Vで行われます。UARTは単一マスター、単一スレーブのプロトコルであり、1つのデバイスが1つのパートナーとのみ通信するように設定されます。
2.データは制御デバイス (CPUなど) と並行してUARTとの間で送受信されます。
3.Txピンで送信する場合、最初のUARTはこのパラレル情報をシリアルに変換し、受信側に送信します。
4.2番目のUARTは、Rxピンでこのデータを受信し、それを再びパラレルに変換して制御デバイスと通信します。
UARTは、次の3つのモードのいずれかでデータをシリアルに送信します。
- 全二重: 各マスターとスレーブ間の同時通信
- 半二重: データは一度に一方向に流れます
- シンプレックス: 一方向通信のみ
データ転送は、通常はハイラインがグランドに引き下げられるスタートビットから始まるデータパケットの形式で行われます。スタート ビットの後、5 ～ 9個のデータ ビットがパケットのデータ フレームと呼ばれる形式で送信され、その後に適切なデータ送信を確認するためのオプションのパリティ ビットが続きます。最後に、ラインがハイに設定された場所で1つ以上のストップ ビットが送信されます。これでパケットは終了します。
非同期プロトコルであるため、データ転送速度を制御するクロック ラインがないため、ユーザーは両方のデバイスが同じ速度で通信するように設定する必要があります。この速度はボーレートと呼ばれ、1秒あたりのビット数 (bps) で表されます。伝送速度は、一般的な9600ボー設定から115200ボー以上まで大幅に異なります。
UARTは、ある意味では「古い」プロトコルであり、単一のマスターとスレーブの間でのみ通信できますが、よく知られており、セットアップが簡単で、非常に用途が広いです。そのため、マイクロコントローラ プロジェクトで作業するときに、このシステムに遭遇する可能性が高くなります。UARTは、気づいているかどうかにかかわらず、毎日使用するシステムの一部である可能性があります。