{"id":2318,"date":"2022-05-20T14:58:38","date_gmt":"2022-05-20T14:58:38","guid":{"rendered":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/?p=2318"},"modified":"2023-09-18T13:54:01","modified_gmt":"2023-09-18T13:54:01","slug":"uart-the-universal-asynchronous-receiver-transmitter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/pl\/uart-the-universal-asynchronous-receiver-transmitter\/","title":{"rendered":"UART - uniwersalny odbiornik asynchroniczny i nadajnik"},"content":{"rendered":"
\"Wszystko<\/figure>\n\n\n\n

UART to interfejs szeregowy pracuj\u0105cy w trybie pe\u0142nego dupleksu. Umo\u017cliwia on komunikacj\u0119 dw\u00f3ch urz\u0105dze\u0144 za pomoc\u0105 zaledwie trzech przewod\u00f3w i obs\u0142uguje r\u00f3\u017cne pr\u0119dko\u015bci.<\/p>\n\n\n\n\n\n

Charakterystyka UART<\/h2>\n\n\n\n

Jak sama nazwa wskazuje, UART jest interfejsem asynchronicznym. W przeciwie\u0144stwie do SPI czy I2C nie ma potrzeby stosowania dedykowanego zegara. Oba urz\u0105dzenia musz\u0105 jedynie korzysta\u0107 z tej samej pr\u0119dko\u015bci transmisji. Szybko\u015b\u0107 transmisji jest zmienna i okre\u015bla, ile bit\u00f3w magistrala mo\u017ce przes\u0142a\u0107 w ka\u017cdej sekundzie (bity\/s).<\/p>\n\n\n

\n
\"Charakterystyka
Charakterystyka UART<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Format danych jest r\u00f3wnie\u017c konfigurowalny. Dlatego innym sposobem pomiaru szybko\u015bci transmisji jest szybko\u015b\u0107 transmisji (bauds\/s), gdzie jeden baud to jeden symbol lub znak. Je\u015bli wi\u0119c jeden bajt sk\u0142ada si\u0119 z 8 bit\u00f3w, oznacza to, \u017ce szybko\u015b\u0107 transmisji 115200 bit\u00f3w\/s r\u00f3wna si\u0119 14400 bod\u00f3w\/s.<\/p>\n\n\n\n

UART wykorzystuje dwa przewody danych, wi\u0119c w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w komunikacja odbywa si\u0119 w trybie pe\u0142nego dupleksu (w obu kierunkach jednocze\u015bnie). Dodatkowo oba urz\u0105dzenia UART potrzebuj\u0105 jednego przewodu do wsp\u00f3\u0142dzielenia napi\u0119cia odniesienia GROUND. W sumie oznacza to, \u017ce potrzebne s\u0105 tylko trzy przewody.<\/p>\n\n\n\n

Okablowanie<\/h2>\n\n\n\n

Urz\u0105dzenie UART potrzebuje trzech styk\u00f3w do komunikacji. RX<\/strong> do czytania, TX<\/strong> do nadawania i GND<\/strong> dla odniesienia GROUND.<\/p>\n\n\n

\n
\"Okablowanie
Okablowanie UART<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pod\u0142\u0105cz styki RX obu urz\u0105dze\u0144 do styk\u00f3w TX drugiego urz\u0105dzenia. Pod\u0142\u0105cz oba piny GND i zako\u0144cz konfiguracj\u0119 sprz\u0119tu.<\/p>\n\n\n\n

Teoretycznie mo\u017cna nawet pod\u0142\u0105czy\u0107 styki RX wielu urz\u0105dze\u0144 do styku TX jednego urz\u0105dzenia. W ten spos\u00f3b, je\u015bli wiesz, co robisz, mo\u017cesz pozwoli\u0107, aby jedno urz\u0105dzenie transmitowa\u0142o dane do wielu urz\u0105dze\u0144. Jednak styk RX dowolnego urz\u0105dzenia mo\u017ce by\u0107 jednocze\u015bnie pod\u0142\u0105czony tylko do jednego styku TX.<\/p>\n\n\n\n

Komunikacja UART<\/h2>\n\n\n\n

W obu urz\u0105dzeniach nale\u017cy ustawi\u0107 t\u0119 sam\u0105 szybko\u015b\u0107 transmisji. Je\u015bli b\u0119dzie si\u0119 ona r\u00f3\u017cni\u0107 o wi\u0119cej ni\u017c 3%, dane zostan\u0105 uszkodzone. Popularne pr\u0119dko\u015bci transmisji to mi\u0119dzy innymi 4800, 9600, 19200 i 115200. Ponadto oba urz\u0105dzenia musz\u0105 si\u0119 zgodzi\u0107 na ten sam format danych i bit parzysto\u015bci. Bit parzysto\u015bci s\u0142u\u017cy do sprawdzania, czy przesy\u0142ane dane nie zawieraj\u0105 b\u0142\u0119d\u00f3w.<\/p>\n\n\n

\n
\"Komunikacja
Komunikacja UART<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Za ka\u017cdym razem, gdy urz\u0105dzenie chce przes\u0142a\u0107 dane, zaczyna od wys\u0142ania bitu startu.<\/p>\n\n\n\n

W stanie spoczynku przew\u00f3d danych ma warto\u015b\u0107 WYSOK\u0104, wi\u0119c nadajnik \u015bci\u0105ga go w stan NISKI przez jeden cykl zegara. Nast\u0119pnie ci\u0105gnie przew\u00f3d w stan niski dla 0 i w stan wysoki dla 1 z dok\u0142adn\u0105 cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105 odpowiadaj\u0105c\u0105 szybko\u015bci transmisji. Po ka\u017cdej ramce danych wysy\u0142any jest bit parzysto\u015bci, je\u015bli wymagana jest kontrola b\u0142\u0119d\u00f3w. Nast\u0119pnie ustawia przew\u00f3d w pozycji HIGH, aby zasygnalizowa\u0107 bit stopu.<\/p>\n\n\n\n

Zalety, wady i zastosowania<\/h2>\n\n\n\n

Zalety<\/h3>\n\n\n\n

Najbardziej uderzaj\u0105c\u0105 zalet\u0105 jest prostota UART. Zar\u00f3wno oprogramowanie, jak i sprz\u0119t s\u0105 niezwykle \u0142atwe do skonfigurowania. Zmienna pr\u0119dko\u015b\u0107 oznacza, \u017ce mo\u017cna utrzyma\u0107 zu\u017cycie energii na bardzo niskim poziomie. I oczywi\u015bcie interfejs umo\u017cliwia komunikacj\u0119 w trybie pe\u0142nego dupleksu.<\/p>\n\n\n\n

Ponadto dane mog\u0105 by\u0107 przesy\u0142ane na du\u017ce odleg\u0142o\u015bci, nawet do 1000 metr\u00f3w.<\/p>\n\n\n

\n
\"Zalety\"
Zalety UART<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Wady<\/h3>\n\n\n\n

Interfejs jest zasadniczo ograniczony do dw\u00f3ch urz\u0105dze\u0144. Nie ma te\u017c zegara do sterowania i zmiany szybko\u015bci transmisji w trakcie jej trwania. W wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w jest ona wolniejsza ni\u017c na przyk\u0142ad SPI lub I2C.<\/p>\n\n\n

\n
\"Wady\"
Wady UART<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Zastosowania UART<\/h3>\n\n\n\n

UART umo\u017cliwia przesy\u0142anie mniejszych ilo\u015bci danych. Jest on u\u017cywany w wielu odbiornikach GPS, modu\u0142ach Bluetooth, systemach komunikacji bezprzewodowej <\/strong>lub zastosowa\u0144 opartych na technologii RFID.<\/p>\n\n\n\n

Interfejs ten mo\u017cna tak\u017ce wykorzysta\u0107 do po\u0142\u0105czenia Raspberry Pi z Raspberry Pi Pico, jak pokazano na tym filmie.<\/p>\n\n\n\n

Sprawdza si\u0119 r\u00f3wnie\u017c w aplikacjach dalekiego zasi\u0119gu, gdzie SPI i I2C nie wchodz\u0105 w gr\u0119.<\/p>\n