UART - Le récepteur-émetteur asynchrone universel.

UART est une interface série full duplex. Elle permet à deux dispositifs de communiquer sur seulement trois fils et supporte des vitesses variables.

Caractéristiques de l'UART

Comme son nom l'indique, UART est une interface asynchrone. Contrairement à SPI ou I2C, il n'est pas nécessaire d'utiliser une horloge dédiée. Les deux appareils doivent simplement utiliser la même vitesse de transmission. La vitesse de transmission est variable et dicte le nombre de bits que le bus peut envoyer par seconde (bits/s).

Le format des données est également configurable. Une autre façon de mesurer la vitesse de transmission est donc le débit binaire (bauds/s), où un baud correspond à un symbole ou à un caractère. Ainsi, si un baud est constitué de 8 bits, cela signifie qu'un débit de 115200 bits/s équivaut à 14400 bauds/s.

UART utilise deux fils de données, de sorte que dans la plupart des cas, la communication est full duplex (les deux directions en même temps). En outre, les deux dispositifs UART ont besoin d'un fil pour partager la tension de référence de la TERRE. En somme, cela signifie que vous n'avez besoin que de trois fils.

Câblage

Un dispositif UART a besoin de trois broches pour communiquer. RX pour la lecture, TX pour transmettre et GND pour la référence à la TERRE.

Branchez les broches RX des deux appareils sur les broches TX de l'autre appareil. Connectez les deux broches GND et vous avez terminé la configuration matérielle.

En théorie, vous pouvez même connecter les broches RX de plusieurs appareils à la broche TX d'un appareil. De cette façon, si vous savez ce que vous faites, vous pouvez laisser un appareil diffuser les données à plusieurs appareils. Mais la broche RX d'un appareil ne peut être connectée qu'à une seule broche TX à la fois.

Communication UART

Vous devez régler les deux appareils sur le même débit en bauds. S'il diffère de plus de 3%, les données seront corrompues. Les débits en bauds courants sont, entre autres, 4800, 9600, 19200 et 115200. En outre, les deux appareils doivent accepter le même format de données et le même bit de parité. Le bit de parité est un moyen de vérifier l'absence d'erreurs dans les données transmises.

Lorsqu'un appareil veut transmettre des données, il commence par envoyer le bit de départ.

L'état de repos du fil de données étant HAUT, l'émetteur le tire vers le BAS pendant un cycle d'horloge. Ensuite, il tire le fil vers le BAS pour un 0 et vers le HAUT pour un 1 à la fréquence exacte du débit en bauds. Après chaque trame de données, il envoie un bit de parité si le contrôle d'erreur est souhaité. Puis il met le fil HAUT pour signaler le bit d'arrêt.

Avantages, inconvénients et applications

Avantages

L'avantage le plus frappant est la simplicité de l'UART. Le logiciel et le matériel sont extrêmement faciles à configurer. La vitesse variable signifie que vous pouvez maintenir une consommation d'énergie très faible. Et bien sûr, l'interface permet une communication en duplex intégral.

En outre, les données peuvent parcourir de longues distances, jusqu'à 1000 mètres.

Inconvénients

L'interface est fondamentalement limitée à deux dispositifs. Il n'y a pas non plus d'horloge pour contrôler et modifier la vitesse de transmission pendant la transmission. Dans la plupart des cas, elle est plus lente que par exemple SPI ou I2C.

Applications UART

L'UART est très capable d'envoyer de petites quantités de données. Il est utilisé par de nombreux récepteurs GPS, modules Bluetooth, systèmes de communication sans fil. ou des applications basées sur la RFID.

Vous pouvez également utiliser l'interface pour connecter votre Raspberry Pi à votre Raspberry Pi Pico comme nous le montrons dans cette vidéo.

Il est également performant dans les applications à longue portée où SPI et I2C ne sont pas une option.