6. Nội dung đề tài
2.3 Các chuẩn giao thức
2.3.3 Chuẩn giao tiếp UART
Giao tiếp UART là một trong những hình thức giao tiếp giữa thiết bị với thiết bị đơn giản và lâu đời nhất. Các UART giao tiếp giữa hai nút riêng biệt bằng cách sử dụng một cặp dẫn và một nối đất chung. Giao tiếp giữa hai thiết bị có thể được thực hiện theo hai phương thức là giao tiếp dữ liệu nối tiếp và giao tiếp dữ liệu song song.
Giao tiếp dữ liệu nối tiếp là dữ liệu có thể được truyền qua một cáp hoặc một đường dây ở dạng bit-bit và nó chỉ cần hai cáp. Giao tiếp này rất có lợi trong các mạch ghép hơn giao tiếp song song.
Giao tiếp dữ liệu song song là dữ liệu có thể được truyền cùng một lúc qua nhiều cáp. Truyền dữ 2 liệu song song yêu cầu cần số lượng mạch và dây nhiều.
Trong giao tiếp UART, dữ liệu được truyền không đồng bộ là dữ liệu truyền khơng cần tín hiệu clock, kiểm tra dữ liệu giữa thiết bị nhận và thiết bị truyền. Thay vào đó, trong giao tiếp UART phải sử dụng các bit đặt biệt được gọi là Start bits và Stop bits thì giáo thức mới được thực hiện được.
Chân Tx (truyền) của một thiết bị kết nối trực tiếp với chân Rx (nhận) của thiết bị kia và ngược lại, được thể hiện cụ thể ở hình 2.9 (xem Hình 2.9). UART là một giao thức giữu một master-một slave, trong đó một thiết bị được thiết lập để giao tiếp với duy nhất một thiết bị khác.
Hình 2.9 Sơ đồ kết nối của giao tiếp UART
Dữ liệu truyền đi và đến từ UART song song với thiết bị điều khiển.
Khi gửi trên chân Tx, UART đầu tiên sẽ dịch thông tin gửi này thành nối tiếp và truyền đến thiết bị nhận. UART thứ hai nhận dữ liệu này trên chân Rx của nó và chuyển
Giám sát điện năng tiêu thụ tồ nhà sử dụng truyền thơng Modbus TCP/IP
đổi thông tin vừa nhận trở lại thành song song để giao tiếp với thiết bị điều khiển của nó.
Hình 2.10 Gói dữ liệu trong giao tiếp UART
Các thơng số chính trong giao tiếp UART và kích thước của gói dữ liệu xem hình 2.10 (xem Hình 2.10):
- Baud rate (tốc độ baud): Khoảng thời gian để 1bit được truyền đi. Phải được cài đặt giống nhau ở cả phần nhận và gửi;
- Frame (khung truyền): Khung truyền quy định về mỗi lần truyền bao nhiêu bit; - Start bit: trong 1 Frame sẽ là bit đầu tiên được truyền. Báo hiệu cho phía thiết bị nhận có một gói dữ liệu sắp truyền đến. Đây là bit bắt buộc;
- Data: Dữ liệu cần truyền. Bit có trọng số nhỏ nhất (LSB) được truyền trước sau đó đến bit MSB;
- Parity bit: là bit dùng để kiểm tra dữ liệu truyền có đúng khơng;
- Stop bit: là bit báo cho thiết bị rằng các bit đã được gửi xong. Thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm bảo rằng dữ liệu đã chính xác. Đây là bit bắt buộc.