TIỂU LUẬN tìm hiểu về UART UART là khối thực hiện giao thức truyền tin dị bộ nối tiếp

Học viện Kỹ thuật Mật mã Tìm Hiểu Về UART NHĨM Thực hiện: UART gì? UART khối thực giao thức truyền tin dị nối tiếp (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), ưu điểm giao thức đơn giản, phổ biến, nhược điểm tốc độ trao đổi thông tin hạn chế Hai tín hiệu thiết bị UART đặt tên: -Máy phát (Tx) -Máy thu (Rx) Hình Hai UART giao tiếp trực tiếp v ới Mục đích đường truyền đường thu cho thiết bị truyền nhận liệu nối tiếp dành cho giao tiếp nối tiếp Hình UART với bus liệu - UART truyền liệu khơng đồng bộ, có nghĩa khơng có tín hiệu đồng hồ để đồng hóa đầu bit từ UART truyền đến việc lấy mẫu bit UART nhận Thay tín hiệu đồng hồ, UART truyền thêm bit start stop vào gói liệu chuyển Các bit xác định điểm bắt đầu điểm kết thúc gói liệu để UART nhận biết bắt đầu đọc bit - Khi UART nhận phát bit start, bắt đầu đọc bit đến tần số cụ thể gọi tốc độ truyền (baud rate) Tốc độ truyền thước đo tốc độ truyền liệu, biểu thị bit giây (bps – bit per second) Cả hai UART phải hoạt động tốc độ truyền Tốc độ truyền UART truyền nhận chênh lệch khoảng 10% trước thời gian bit bị lệch xa Cả hai UART phải cấu hình để truyền nhận cấu trúc gói liệu Cách thức hoạt động giao tiếp UART  -UART truyền liệu nhận từ bus liệu (Data Bus) Bus liệu sử dụng để gửi liệu đến UART thiết bị khác CPU, nhớ vi điều khiển -Dữ liệu chuyển từ bus liệu đến UART truyền dạng song song Sau UART truyền nhận liệu song song từ bus liệu, thêm bit start, bit chẵn lẻ bit stop, tạo gói liệu Tiếp theo, gói liệu xuất nối tiếp bit chân Tx UART nhận đọc gói liệu bit chân Rx UART nhận sau chuyển đổi liệu trở lại dạng song song loại bỏ bit start, bit chẵn lẻ bit stop Cuối cùng, UART nhận chuyển gói liệu song song với bus liệu đầu nhận Truyền liệu Trong UART, phương thức truyền có dạng gói tin. Phần kết nối máy phát máy thu bao gồm việc tạo gói nối tiếp điều khiển đường phần cứng vật lý đó. Một gói tin bao gồm bit bắt đầu, khung liệu, bit chẵn lẻ bit dừng Hình Gói UART Start bit: Bit truyền frame, bit có chức báo cho bên nhận có gói liệu truyền đến Đường truyền UART trạng thái cao mức “1” chip muốn truyền liệu gởi bit start cách kéo xuống mức “0” Như start bit giá trị điện áp 0V phải bắt buộc có bit start khung truyền Hình Bit bắt đầu Data Frame: Khung liệu chứa liệu thực tế chuyển. Nó dài từ năm (5) bit lên đến tám (8) bit sử dụng bit chẵn lẻ. Nếu không sử dụng bit chẵn lẻ, khung liệu dài chín (9) bit. Trong hầu hết trường hợp, liệu gửi với bit quan trọng trước Hình Khung liệu Parity bit: Tính chẵn lẻ mơ tả tính chẵn lẻ số. Bit chẵn lẻ cách để UART nhận cho biết liệu có liệu thay đổi trình truyền hay khơng. Bit bị thay đổi xạ điện từ, tốc độ truyền không khớp truyền liệu đường dài Sau UART nhận đọc khung liệu, đếm số bit có giá trị kiểm tra xem tổng số chẵn hay lẻ. Nếu bit chẵn lẻ (chẵn lẻ), tổng số bit logic cao khung liệu phải số chẵn. Nếu bit chẵn lẻ (chẵn lẻ lẻ), bit mức cao logic khung liệu tổng thành số lẻ Khi bit chẵn lẻ khớp với liệu, UART biết q trình truyền khơng có lỗi. Nhưng bit chẵn lẻ tổng số lẻ bit chẵn lẻ tổng số chẵn UART biết bit khung liệu thay đổi Hình Các bit chẵn lẻ Stop bits: Stop bits bit thông báo truyền/nhận biết gói liệu gửi xong Stop bits bit bắt buộc phải có khung truyền Stop bits bit, 1.5 bit, bit, 0.5 bit tùy thuộc vào ứng dụng UART người sử dụng Hình Các bit dừng Các bước truyền UART Thứ nhất: UART truyền nhận liệu song song từ bus liệu Hình Bus liệu tới UART truyền Thứ hai: UART truyền thêm bit bắt đầu, bit chẵn lẻ (các) bit dừng vào khung liệu Hình Khung liệu UART phía Tx Thứ ba: Tồn gói gửi bit bắt đầu đến bit dừng từ UART truyền đến UART nhận. UART nhận lấy mẫu đường liệu tốc độ truyền định cấu hình trước Hình 10 Truyền dẫn UART Thứ tư: UART nhận loại bỏ bit bắt đầu, bit chẵn lẻ bit dừng khỏi khung liệu Hình 11 Khung liệu UART phía Rx Thứ năm: UART nhận chuyển đổi liệu nối tiếp trở lại thành song song chuyển đến bus liệu đầu nhận Hình 12 Nhận UART tới bus d ữ liệu Ưu nhược điểm UART Khơng có giao thức truyền thơng hồn hảo, UART thực tốt chúng làm Dưới số ưu nhược điểm để giúp bạn định xem chúng có phù hợp với nhu cầu bạn hay khơng Ưu điểm • • • • • Chỉ sử dụng hai dây để truyền liệu Khơng cần tín hiệu đồng hồ Có bit chẵn lẻ phép kiểm tra lỗi Cấu trúc gói liệu thay đổi miễn hai bên thiết lập cho Phương pháp truyền đơn giản, giá thành thấp Nhược điểm • • • Kích thước khung liệu giới hạn tối đa bit Khơng phù hợp với hệ thống địi hỏi nhiều thiết bị chủ tớ Tốc độ truyền UART phải nằm khoảng 10%  .. .UART gì? UART khối thực giao thức truyền tin dị nối tiếp (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), ưu điểm giao thức đơn giản, phổ biến, nhược điểm tốc độ trao đổi thông tin hạn... bị UART đặt tên: -Máy phát (Tx) -Máy thu (Rx) Hình Hai UART giao tiếp trực tiếp v ới Mục đích đường truyền đường thu cho thiết bị truyền nhận liệu nối tiếp dành cho giao tiếp nối tiếp Hình UART. .. năm: UART nhận chuyển đổi liệu nối tiếp trở lại thành song song chuyển đến bus liệu đầu nhận Hình 12 Nhận UART tới bus d ữ liệu Ưu nhược điểm UART Khơng có giao thức truyền thơng hồn hảo, UART thực