UART संचार: ब्लॉक आरेख और इसके अनुप्रयोग

अगर हमें प्रिंटर, माउस जैसे पुराने कंप्यूटर पार्ट्स याद हैं, तो कीबोर्ड कनेक्टर्स की मदद से जुड़ा होता है। कंप्यूटर और इन भागों के बीच संचार प्रक्रिया UART का उपयोग करके की जा सकती है। यूनिवर्सल सीरियल बस (USB) ने कंप्यूटर पर सभी प्रकार के संचार सिद्धांतों को बदल दिया है। लेकिन, UART का उपयोग अभी भी उपरोक्त घोषित अनुप्रयोगों में किया जाता है। लगभग सभी माइक्रोकंट्रोलर के प्रकार आर्किटेक्चर में सीरियल संचार के कारण अंतर्निहित UART हार्डवेयर हैं और संचार के लिए केवल दो केबल का उपयोग करते हैं। यह लेख चर्चा करता है कि UART क्या है, UART कैसे काम करता है, धारावाहिक और समानांतर संचार के बीच अंतर, UART ब्लॉक आरेख , UART संचार, UART इंटरफेसिंग, अनुप्रयोग, लाभ और नुकसान।

UART क्या है?

UART का फुल फॉर्म 'यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर / ट्रांसमीटर' है, और यह एक माइक्रोकंट्रोलर के भीतर एक इनबिल्ट आईसी है, लेकिन संचार प्रोटोकॉल (I2C और SPI) की तरह नहीं है। UART का मुख्य कार्य धारावाहिक संचार संचार है। UART में, दो उपकरणों के बीच संचार दो तरीकों से किया जा सकता है, अर्थात् सीरियल डेटा संचार और समानांतर डेटा संचार।

UART

सीरियल और समानांतर संचार

धारावाहिक डेटा संचार में, डेटा को बिट-बाय फॉर्म में एक एकल केबल या लाइन के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है और इसके लिए सिर्फ दो केबल की आवश्यकता होती है। जब हम समानांतर संचार के साथ तुलना करते हैं तो सीरियल डेटा संचार महंगा नहीं होता है। इसमें बहुत कम सर्किटरी के साथ-साथ तारों की भी आवश्यकता होती है। इस प्रकार, समानांतर संचार के साथ तुलना में यह संचार यौगिक सर्किट में बहुत उपयोगी है।

समानांतर डेटा संचार में, डेटा को एक साथ कई केबलों के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है। समानांतर डेटा संचार महंगा होने के साथ-साथ बहुत तेज़ है, क्योंकि इसके लिए अतिरिक्त हार्डवेयर और केबल की आवश्यकता होती है। इस संचार के लिए सबसे अच्छा उदाहरण पुराने प्रिंटर, पीसीआई, रैम आदि हैं।

समानांतर संचार

UART ब्लॉक आरेख

UART ब्लॉक आरेख में दो घटक होते हैं जिनके नीचे ट्रांसमीटर और रिसीवर होता है जो नीचे दिखाया गया है। ट्रांसमीटर सेक्शन में तीन ब्लॉक शामिल हैं, जो हैं ट्रांस रजिस्टर, शिफ्ट रजिस्टर और लॉजिक को भी नियंत्रित करते हैं। इसी तरह, रिसीवर सेक्शन में एक होल्ड होल्ड रजिस्टर, शिफ्ट रजिस्टर और कंट्रोल लॉजिक शामिल हैं। ये दो खंड आमतौर पर बॉड-दर-जनरेटर द्वारा प्रदान किए जाते हैं। इस जनरेटर का उपयोग गति उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जब ट्रांसमीटर अनुभाग और रिसीवर अनुभाग को डेटा संचारित या प्राप्त करना होता है।

ट्रांसमीटर में होल्ड रजिस्टर में डेटा-बाइट को प्रेषित किया जाना है। ट्रांसमीटर और रिसीवर में शिफ्ट रजिस्टर बिट्स को दाएं या बाएं घुमाते हैं जब तक कि डेटा की बाइट प्रेषित या प्राप्त नहीं हो जाती। पढ़ने या लिखने के लिए कहने के लिए एक कंट्रोल (या) राइट कंट्रोल लॉजिक का उपयोग किया जाता है।

ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच बॉड-दर-जनरेटर गति उत्पन्न करता है जो 110 बीपीएस से 230400 बीपीएस तक होता है। आमतौर पर, माइक्रोकंट्रोलर की बॉड दरें 9600 से 115200 हैं।

UART ब्लॉक आरेख

UART संचार

इस संचार में, दो प्रकार के UART उपलब्ध हैं, अर्थात् UART को प्रेषित करना और UART प्राप्त करना, और इन दोनों के बीच का संचार सीधे एक दूसरे द्वारा किया जा सकता है। इसके लिए, दो UARTs के बीच संवाद करने के लिए बस दो केबल की आवश्यकता होती है। डेटा का प्रवाह UARTs के ट्रांसमिटिंग (Tx) और रिसीविंग (Rx) दोनों प्रकार से होगा। UART में, Tx UART से Rx UART तक का डेटा ट्रांसमिशन एसिंक्रोनस रूप से किया जा सकता है (ओ / पी बिट्स को सिंक्रोनाइज़ करने के लिए कोई CLK सिग्नल नहीं है)।

UART का डेटा ट्रांसमिशन अन्य उपकरणों द्वारा समानांतर रूप में एक डेटा बस का उपयोग करके किया जा सकता है, जैसे कि माइक्रोकंट्रोलर, मेमोरी, सीपीयू, आदि। बस से समानांतर डेटा प्राप्त करने के बाद, यह तीन बिट्स को जोड़कर डेटा पैकेट बनाता है जैसे शुरुआत, रोक और समता। यह डेटा पैकेट को बिट द्वारा पढ़ता है और डेटा पैकेट के तीन बिट्स को खत्म करने के लिए प्राप्त डेटा को समानांतर रूप में परिवर्तित करता है। अंत में, UART द्वारा प्राप्त डेटा पैकेट समानांतर रूप से डेटा बस की ओर समानांतर में प्राप्त होता है।

UART संचार

बिट शुरू करो

स्टार्ट-बिट को एक सिंक्रनाइज़ेशन बिट के रूप में भी जाना जाता है जिसे वास्तविक डेटा से पहले रखा जाता है। आम तौर पर, एक उच्च-वोल्टेज स्तर पर एक निष्क्रिय डेटा ट्रांसमिशन लाइन को नियंत्रित किया जाता है। डेटा ट्रांसमिशन शुरू करने के लिए, UART ट्रांसमिशन एक उच्च वोल्टेज स्तर (1) से निम्न वोल्टेज स्तर (0) तक डेटा-लाइन खींचता है। यूएआरटी प्राप्त करने से यह डेटा लाइन पर उच्च स्तर से निम्न स्तर तक बदल जाता है और साथ ही वास्तविक डेटा को समझना शुरू कर देता है। आम तौर पर, केवल एक शुरुआत बिट होती है।

बंद करो बिट

स्टॉप बिट डेटा पैकेट के अंत में रखा गया है। आमतौर पर, यह बिट 2-बिट लंबा होता है लेकिन अक्सर बिट पर केवल उपयोग किया जाता है। प्रसारण को रोकने के लिए, UART उच्च वोल्टेज पर डेटा-लाइन रखता है।

समता द्वियक

समता बिट रिसीवर को यह सुनिश्चित करने की सुविधा देता है कि एकत्रित डेटा सही है या नहीं। यह एक निम्न-स्तरीय दोष जाँच प्रणाली है और समता बिट दो श्रेणियों जैसे समता और विषम परिधि में उपलब्ध है। वास्तव में, इस बिट का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है इसलिए यह अनिवार्य नहीं है।

डेटा बिट्स या डेटा फ़्रेम

डेटा बिट्स में प्रेषक से रिसीवर तक भेजे जाने वाले वास्तविक डेटा शामिल हैं। डेटा फ़्रेम की लंबाई 5 और 8 के बीच हो सकती है। यदि डेटा फ़्रेम की लंबाई 9-बिट लंबी हो सकती है, तो समता बिट का उपयोग नहीं किया जाता है। आम तौर पर, पहले एलएसबी को प्रेषित किया जाना चाहिए फिर यह संचारण के लिए बहुत उपयोगी है।

UART के इंटरफेसिंग

निम्नलिखित आंकड़ा UART के साथ इंटरफेस दिखाता है एक माइक्रोकंट्रोलर । UART संचार तीन संकेतों जैसे TXD, RXD, और GND का उपयोग करके किया जा सकता है।

इसका उपयोग करके, हम 8051 माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड के साथ-साथ UART मॉड्यूल से व्यक्तिगत कंप्यूटर में एक पाठ प्रदर्शित कर सकते हैं। 8051 बोर्ड में, UART0 और UART1 जैसे दो सीरियल इंटरफेस हैं। यहां, UART0 इंटरफेसिंग का उपयोग किया जाता है। Tx पिन सूचना को PC तक पहुँचाता है और Rx पिन PC से सूचना प्राप्त करता है। बॉड दर का उपयोग माइक्रोकंट्रोलर और पीसी दोनों की गति को दर्शाने के लिए किया जा सकता है। माइक्रोकंट्रोलर और पीसी दोनों की बॉड दरें समान होने पर डेटा ट्रांसमिशन और रिसेप्शन ठीक से किया जा सकता है।

UART के इंटरफेसिंग

UART के अनुप्रयोग

UART का उपयोग आमतौर पर सटीक आवश्यकताओं के लिए माइक्रोकंट्रोलर्स में किया जाता है, और ये विभिन्न संचार उपकरणों में भी उपलब्ध हैं ताररहित संपर्क , जीपीएस यूनिट, ब्लूटूथ मॉड्यूल , और कई अन्य अनुप्रयोगों।

RS232 को छोड़कर RS422 और TIA जैसे संचार मानकों का उपयोग UART में किया जाता है। आमतौर पर, एक UART एक अलग IC है जिसका उपयोग किया जाता है UART सीरियल संचार।

यूएआरटी के फायदे और नुकसान

UART के पेशेवरों और विपक्षों में निम्नलिखित शामिल हैं

• डेटा संचार के लिए इसे केवल दो तारों की आवश्यकता होती है
• सीएलके सिग्नल की आवश्यकता नहीं है।
• इसमें त्रुटियों की जांच करने की अनुमति के लिए समता बिट शामिल है
• डेटा पैकेट व्यवस्था को संशोधित किया जा सकता है क्योंकि दोनों सतहों को इसके लिए व्यवस्थित किया जाता है
• डेटा फ़्रेम का आकार अधिकतम 9 बिट्स है
• यह कई मास्टर सिस्टम (या) को गुलाम नहीं रखता है
• प्रत्येक UART बॉड दर एक दूसरे के 10% में होनी चाहिए

इस प्रकार, यह सब एक अवलोकन के बारे में है यूनिवर्सल अतुल्यकालिक रिसीवर ट्रांसमीटर (UART) मूलभूत इंटरफेस में से एक है जो माइक्रोकंट्रोलर के साथ-साथ पीसी के बीच एक सरल, लागत प्रभावी और सुसंगत संचार देता है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है कि क्या हैं उरट पिंस ?