Что такое uart в 3д принтере

Klipper TMC2208 UART

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Не большое продолжение темы TMC2208 v2 UART. Многих заинтересовала тема прошивки Klipper и UART. Что-ж, попробую удовлетворить спрос.

Для чего? Сами по себе драйвера тихие, но глючные и слабые из-за своего автоматического режима работы и частым явлением является пропуск шагов. А при использовании на оси z, особенно с ремнём в место винта, так прям караул. Вот я и попытался поковыряться в их настройке, тем более они это позволяют делать по UART. Т.е. задать вручную все параметры работы, вместо автоматических.

Параметры UART на примере оси x. В klipper реализовали механизм общения по одному проводу и он работает отлично. Что и каким образом реализовано можно спросить у автора. [tmc 2208 stepper_x]

# Пин TMC2208 PDN_UART, по которому будет идти общение драйвера и платы.

#tx_pin : # Второй пин для общения, в klipper он не нужен.

# Количество шагов для настройки драйвера. Может иметь значения: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256.

interpolate : False или True

# Включение и выключение режима интерполяции шагов до 256 микрошагов.

run _ current : 0.94

# Количество тока (в амперах) для настройки драйвера при движении.

hold _ current : 0.94

# Количество тока (в амперах) для настройки драйвера при простое (ток удержания), когда шаговики не двигаются. Имеет такое же значение что и run_current, но можно и уменьшить для ненагруженных осей, но не сильно – иначе пропуски и срывы! Тогда во время простоя, драйвер и шаговик будут потреблять меньше тока и быстрее остывать.

sense _ resistor : 0.110

# Сопротивление (в Омах) резистора на плате драйвера (стандартно R110)

stealthchop _ threshold : 500

# Скорость (в мм/с) для установки порога срабатывания включения режима ‘stealthChop’. Режим ‘stealthChop’ будет включен, если скорость движения ниже этого значения, при большем он отключается (вроде так). При значении 0 все режимы выключены и драйвер будет очень громким (даже громче А4988).

driver _ tpowerdown : 20

# Время на переключение в режим простоя драйвера с параметром hold_current.

# об этом параметре ниже

driver _ pwm _ autoscale : False или True #!

driver _ pwm _ lim : 12

driver _ pwm _ reg : 8

# Последние параметры относятся к разделу driver_pwm_autograd при значении True они выставляются автоматически чипом. При False их можно задать вручную.

Для ручной корректной настройки нужно выполнить следующее:

1. Выставить значение True.

2. Подать питание на двигатели.

3. Начать двигать осью необходимого драйвера пару секунд.

4. Во время движения дать команду в терминал октопринта: DUMP_TMC STEPPER=stepper_x (в место х вбить необходимую ось или extruder)

5. Посмотреть значения в терминале после строки // PWM_AUTO и внести эти значения в указанные выше параметры.

После внесения значений, если вы имеете пропуски шагов или проблемы с ускорением, то параметры driver_pwm_grad и driver_pwm_ofs нужно корректировать в + или по единице добиваясь стабильной работы драйвера. Идея состоит в том, чтобы получить автоматически определенные параметры, которые оказались несколько не оптимальными, а затем вручную настроить их так, чтобы драйвер работал в ситуациях, с которыми авто настройка не может справиться.

Возвращаясь к проблемам с ось z. Как и указал выше, моя ось стоит на ремне, и вся нагрузка падает на двигатель и драйвер. И работать нормально драйвер только с ручными параметрами и отключенной интерполяцией, шаги использовал 64. Шагов мало, согласен не так тихо, но следует помнить, что если везде выставить максимум 256, то klipper не сможет корректно рассчитать все перемещения и вылетит с ошибкой, что двигатель отстает. Поэтому, если удумаете использовать отключенную интерполяцию для всех осей и extruder, то для оси Х, У не стоит ставить не больше 128 шагов, для extruder и оси z 64 (Но это не точно, может у вас заведется по другому!).

Для затравки: в следующей статье расскажу о двойном klipper’е.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Источник

UART и с чем его едят

После Vogue истерии появилось множество вопросов, как подключить плату к компьютеру. И многие люди даже не понимают, что же такое UART. И я решил рассказать здесь какой это мощный инструмент.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Роутер превращается в компьютер, если к нему по UART подключить клавиатуру и дисплей

От телеграфа к COM-порту

Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или, по-русски, УАПП (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных. Наиболее известен из семейства UART протокол RS-232 (в народе – COM-порт, тот самый который стоит у тебя в компе). Это, наверное, самый древний компьютерный интерфейс. Он дожил до наших дней и не потерял своей актуальности.

Надо сказать, что изначально интерфейс УАПП появился в США как средство для передачи телеграфных сообщений, и рабочих бит там было пять (как в азбуке Морзе). Для передачи использовались механические устройства. Потом появились компьютеры, и коды ASCII, которые потребовали семь бит. В начале 60-х на смену пришла всем известная 8-битная таблица ASCII, и тогда формат передачи стал занимать полноценный байт, плюс управляющие три бита.

В 1971 году, когда уже начался бум микросхем, Гордон Белл для компьютеров PDP фирмы Western Digital сделал микросхему UART WD1402A. Примерно в начале 80-х фирмой National Semiconductor был создан чип 8520. В 90-е был придуман буфер к интерфейсу, что позволило передавать данные на более высоких скоростях. Этот интерфейс, не претерпев практически никаких изменений, дошел и до наших дней

Физика интерфейса

Чтобы понять, что роднит и отличает разные UART-интерфейсы, разберем принцип работы самого популярного и любимого нами протокола RS-232. Дотошно расписывать все тонкости его работы я не буду. Об этом написан ни один десяток мегабайт статей, и если ты умеешь пользоваться Гуглом, то без проблем найдешь всю необходимую информацию. Но основы я расскажу, благо с ними можно уже круто всем рулить, а всякие фишки используются очень редко.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Приём сигнала по RS-232 (взято из книги М.Гук «Аппаратные интерфейсы ПК»)

Такая большая амплитуда рабочих напряжений, целых 24 вольта, нужна в первую очередь для помехоустойчивости линий связи. По стандарту, длина кабеля, по которому у нас бегают данные, может быть 15 м. Хотя на практике люди умудрялись заставлять его работать даже на 25 м. Электрические параметры RS-232 – это главная характеристика, которая отличает его от других протоколов семейства UART.

Следующие характеристики – формат посылки и скорость передачи данных – полностью применимы ко всем видам UART и обеспечивают их совместимость через несложные схемы сопряжения.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Сигнал UART на экране осциллографа. Виден старт бит, данные и стоповый бит. Спасибо DIHALTза картинку

Скорость работы

Даже если тебе раньше никогда не приходилось работать с СОМ-портом, по крайней мере, в модеме ты должен знать номинальные скорости работы: 9600, 28800, 33600, 56000 и т.п. Сколько бит в секунду убегает из нашего порта? Вот смотри, допустим, скорость у нас 9600 бит в секунду. Это означает, что передача одного бита будет занимать 1/9600 секунды, а пересылка байта – 11/9600. И такая скорость для байта верна только в случае, если стоп-бит будет занимать один бит. В случае, если он занимает два стоп-бита, то передача будет 12/9600. Это связано с тем, что вместе с битами данных передаются еще специальные биты: старт, стоп и бит четности. Линейка скоростей СОМ-порта стандартизирована. Как правило, все устройства работают на трех стандартных скоростях: 9600, 19200, 115200. Но возможны другие варианты, даже использование нестандартных скоростей или скорости, меняющейся во времени, – с этим я сталкивался при разборе полетов очередного устройства.

Такой разный протокол

Видов UART существует великое множество. Я не буду перечислять их наименования, ибо, если ты владеешь английским, то сумеешь и сам нагуглить. Но самые основные не отметить нельзя! Напомню, что главное отличие интерфейсов состоит в среде и способе передаче данных. Данные могут передаваться даже по оптоволокну.

Второй по распространению интерфейс после RS-232 – это RS-485. Он является промышленным стандартом, и передача в нем осуществляется по витой паре, что дает ему неплохую помехоустойчивость и повышенную скорость передачи до 4 мегабит в секунду. Длина провода тут может достигать 1 км. Как правило, он используется на заводах для управления разными станками.

Надо сказать, что IRDA, или инфракрасная связь, которая встроена в большинство телефонов и КПК, тоже по сути является UARTом. Только данные передаются не по проводам, а с помощью инфракрасного излучения.

В SMART-картах (SIM, спутниковое телевиденье, банковские карты) – тех самых устройствах, которые мечтает похачить каждый уважающий себя фрикер – тоже используется наш любимый UART. Правда, там полудуплексная передача данных, и логика работы может быть 1,8/3,3 и 5 вольт. Выглядит так, будто RX запаян с TX на одном конце и на другом – в результате, один передает, другой в этот момент слушает, и наоборот. Это регламентировано стандартом смарт-карт. Так мы точно знаем, сколько байт пошлем, и сколько нам ответит карточка. Тема достойна отдельной статьи. В общем, запомни, что UART есть практически везде.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Устройства, которые имеют на своём борту UART, по часовой стрелке: мышка, ридер-эмулятор SMART-карт, КПК Palm m105, отладочная плата для микроконтроллера ATtiny2313 (или AT89C2051), модем.

Сопряжение интерфейсов

Я уже глаза намозолил разными интерфейсами, но как с ними работать-то? Ну, с обычным RS-232 понятно, а, допустим, с 5-вольтовым юартом как быть? Все просто: существуют различные готовые микросхемы-преобразователи. Как правило, в маркировке они содержат цифры «232». Увидел в схеме микруху с этими цифирями – будь уверен: скорее всего, это преобразователь. Через такие микросхемы с небольшим обвязом и сопрягаются все интерфейсы UART. Я не буду рассказывать о промышленных интерфейсах, а скажу о тех преобразователях, которые интересуют нас в первую очередь.

Самый известный преобразователь интерфейса – это микросхема, разработанная фирмой MAXIM, которая и получила от нее часть своего названия (max232). Для ее работы требуется четыре конденсатора от 0,1 микрофарады до 4 микрофарад и питание 5 вольт. Удивительно, что эта микросхема из 5 вольт генерирует отрицательное напряжение, чтобы сопрягать 5-вольтовый UART с RS-232.

Существуют микросхемы сопряжения USB с UART, например, микросхема ft232rl. В Ubuntu для этой микросхемы уже встроены драйвера. Для Windows их придется качать с официального сайта. После установки драйверов в системе появится виртуальный СОМ-порт, и с ним уже можно рулить различными устройствами. Советую не принимать эти микросхемы, как единственно возможные. Найдется громадное количество более дешевых и интересных аналогов, посему наседай на Гугл и поймешь, что мир UARTа – это круто.

В целом, микросхемы стоят достаточно дорого и порой можно обойтись более сложными, но зато более дешевыми схемами на паре транзисторов.

Что нам это дает?

Как ты понял, интерфейс UART присутствует во многих устройствах, в которых стоит какой-либо процессор или контроллер. Я даже больше скажу: если там стоит контроллер, то юарт есть стопудово (только он не всегда может использоваться). Как правило, по этому интерфейсу идет наладка и проверка работоспособности девайса. Зачастую производитель умалчивает о наличии этого интерфейса в изделии, но найти его несложно: достаточно скачать мануал на процессор и, где находится юарт, ты будешь знать. После того, как ты получишь физический доступ к железяке по нашему интерфейсу, можно его настроить на свое усмотрение или даже заставить работать, так как надо тебе, а не как задумал производитель. В общем, – выжать максимум возможностей из скромного девайса. Знание этого протокола дает также возможность подслушать, что же творится в линиях обмена между различными процессорами, так как часто производители организуют целые юарт-сети в своем устройстве. В общем, применений много, главное – интуитивно понимать, как это делать.

Апдейтим роутер

Намедни я намутил себе WiFi-роутер WL-520GU и, прочитав статью Step’a «Level-up для точки доступа» (][ #106), успешно установил туда Linux. Но у меня возникли проблемы с монтированием swap-раздела жесткого диска. Так появилась необходимость посмотреть лог загрузки точки доступа – подмонтировался раздел или нет – причем, как говорится, на лету, чтобы сразу вносить необходимые изменения. Шестым чувством я подозревал, что в моем роутере просто обязан быть UART. Я взял в руки крестовую отвертку и начал его разбирать. Дело тривиальное, но с заковыркой – потайные винтики находятся под резиновыми ножками (если решишь повторить, помни, что при разборе ты лишаешься гарантии). Моему взору предстала достаточно скучная плата, где все «chip-in-one»: один центральный процессор, в который включено все, внешняя оператива, флеша, преобразователь питания и рядок разъемов с кнопками. Но на плате была не распаянная контактная площадка, точнее сказать, отверстия под иголки. Их было четыре штуки. Вот он UART, это очевидно! По плате даже без мультиметра видно, что крайние иголки – это +3,3 вольта и второй – земля. Средние контакты, соответственно, RX и TX. Какой из них что, легко устанавливается методом научного тыка (спалить интерфейс очень проблематично).
Сразу хочу отметить, что интерфейс UART в каждом роутере выглядит по-разному. В большинстве случаев, это не распаянные отверстия на плате. Правда, в одном роутере от ASUS я даже встретил полностью подписанный разъем.

Собираем преобразователь

Чтобы подключить роутер к компу, необходимо сопрячь интерфейсы RS-232 с UARTом роутера. В принципе, можно подключить к USB, используя указанную выше микросхему FT232RL, – что я и сделал при первой проверке роутера. Но эта микросхема – в достаточно сложном для пайки корпусе, посему мы поговорим о более простых решениях. А именно – микросхеме MAX232. Если ты собираешься питаться от роутера, то там, скорее всего, будет 3,3 вольта, поэтому лучше использовать MAX3232, которая обычно стоит в КПК (схему распайки нетрудно найти в инете). Но в моем роутере присутствовало питание +5 вольт на входе, а указанных микросхем у меня великое множество, и я не стал заморачиваться. Для сборки нам потребуются конденсаторы 0,1 мкФ (4 штуки) и сама микросхема. Запаиваем все по традиционной схеме, и начинаем эксперименты.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Исходники для сборки

На выход я сразу повесил 9-пиновый разъем типа «папа», чтобы можно было легко подключить нуль-модемный кабель. Если ты помнишь, во времена DOSа такими кабелями делали сетку из двух компов и резались в «Дюкнюкем». Провод для наших целей собрать несложно. Правда, получится не полный нуль-модем и через него особо не поиграешь, но рулить точкой доступа будет самое то! Тебе понадобятся два 9-пиновых разъема типа «мама», корпуса к ним и провод, например, от старой мышки или клавы (главное, чтобы в нем было три провода). Сначала соединяем земли ¬- это пятый контакт разъемов; просто берем любой провод и с обоих сторон припаиваем к 5-му контакту. А вот с RX и TX надо поступить хитрее. С одного конца провода запаиваем на 3-й контакт, а с другого – на 2-й. Аналогично с третьим проводом, только с одного конца запаиваем на 2-й контакт, с другого – на 3-й. Суть в том, что TX должен передавать в RX. Прячем запаянные разъемы в корпус — и готов нуль-модемный кабель!

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Распаянные иголки на плате роутера.

Для удобства монтажа в материнку роутера я впаял штырьковый разъем, а в монтажку с MAX232 – обратный разъем и вставил платку, как в слот. RX и TX роутера подбираются экспериментально.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Собраная плата

Теперь надо запитать микросхему преобразователя. Общий провод у нас присутствует уже прямо в разъеме на мамке роутера. А вот + 5 вольт находится прямо у входа питания роутера, в месте, где подключается адаптер. Точку нахождения 5 вольт определяем вольтметром, измеряя разные узлы относительно земли роутера.
Подключаем питание. Включаем и начинаем наши злостные эксперименты.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Прожигаем отверстие для вывода проводов

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Распаянный СОМ-порт

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Всё в сборе. Обратите внимание, что красный провод питания идёт к разъёму адаптера роутера. Узелок внутри сделан, для того чтобы рывком на оторвать припаянные провода.

Настройка терминала

Нам нужно настроить терминальную программу. В Винде все достаточно просто: запускаем Hyper Terminal, отключаем программную и аппаратную проверку данных, выставляем скорость 115200 и один стоповый бит. А вот в Линухе дело обстоит чуть хитрее. У меня Ubuntu, и рассказывать буду про нее. Для начала разберись, как в твоей сборке именуется СОМ-порт. В моем случае СОМ1 был ttyS0 (если использовать к примеру микросхему FT232, то он будет именоваться ttyUSB0). Для работы с ним я использовал софтинку minicom.

* Скорость/четность/биты 115200 8N1
* Аппаратное управление потоком — нет
* Программное управление потоком — нет

Я не рекомендую подключать микросхему преобразователя к роутеру, дабы проверить ее функционал. Допускается только брать с него питание. Проверка проходит очень просто — необходимо перемкнуть RX с TX. Сначала перемыкаешь в СОМ-порте 2-й и 3-й контакт — проверяешь настройки терминалки. Пишешь что-то на клаве: если символы возвращаются, значит, все ОК. Также проверяешь кабель, те же контакты. Потом подключаешь микросхему, и уже у нее на выходе ставишь перемычку. Я заостряю на этом внимание, потому что, например, у меня возникли проблемы, и ничего не работало, пока я все не проверил и не нашел ошибку.

После всех настроек можешь смело цеплять к роутеру и искать RX-TX на роутере, периодически выдергивая из него питание. Если все сделано правильно, то при подаче питания ты увидишь лог загрузки роутера. Принимай поздравления, теперь у тебя полный аппаратный рут, так, будто ты сидишь за монитором с клавой роутера.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Лог загрузки роутера в программе minicom

Автономное плаванье

Согласись, делать через терминальную программу то же самое, что удобнее сделать через SSH – не айс. Мне хотелось превратить роутер в автономный Linux-компьютер, со своей хитрой архитектурой. Для этого нужно, чтобы данные с клавиатуры передавались по UART, и по нему же выводились на монитор. Паять и разрабатывать устройство было лениво. Тогда-то и пришла идея заюзать для этих целей пылящийся без дела КПК. По сути, наладонник будет исполнять роль контроллера клавиатуры и дисплея, ну и служить сопряжением интерфейсов.

Сначала я попробовал древнейший Palm m100. Но, видимо, у него очень маленькая буферная память, и от количества данных, которые идут с роутера, ему становилось плохо. Я взял другой — промышленный КПК, с нормальным СОМ-портом и терминалкой. Подключил, вставил в док и, в результате, получил небольшой линукс-компьютер. В принципе, вместо дорогущего промышленного КПК подойдет большинство наладонников, работающих под операционкой WinCE, главное – найти подходящий терминальный софт.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере
Линукс компьютер 🙂

Итоги

Итак, я показал небольшой пример использования UART. Если ты вкуришь в этот протокол, то поверь, станешь просто повелителем различных железок. Есть он практически везде, и через него можно сопрягать, казалось бы, совершенно разные вещи. К примеру, к тому же роутеру при небольших настройках подключается мобильный телефон по юарту, – и раздает с него интернет. В общем, применений куча. Не бойся экспериментировать, самообразовываться и реализовать свои идеи.

Этот пост является отредактированной для хабра версией моей статьи в Хакере № 05/09 «Главный инструмент фрикера».

Источник

UART ПРОТОКОЛ: ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

UART (Universal Asynchronous Transmitter Receiver) это наиболее распространенный протокол, используемый для полнодуплексной последовательной связи. Устройство отправляет и получает данные из одной системы в другую. В этом мануале мы подробно изучим основы связи и работу протокола UART, подробное описание интерфейса и распиновку разъёмов..

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Что такое UART

UART означает универсальный асинхронный приемник-передатчик. Это периферийное оборудование, которое находится внутри микроконтроллера. Функция UART заключается в преобразовании входящих и исходящих данных в последовательный двоичный поток. Восьмибитные последовательные данные, полученные от периферийного устройства, преобразуются в параллельную форму с использованием последовательного преобразования в параллельное, а параллельные данные, полученные от ЦП, преобразуются с помощью преобразования из последовательного в параллельный. Эти данные представлены в модулирующей форме и передаются с определенной скоростью передачи.

Почему используют UART

Для быстрой связи используются такие протоколы, как SPI (последовательный периферийный интерфейс) и USB (универсальная последовательная шина). Но когда высокоскоростная передача данных не требуется, применяют протокол UART. Это дешевое устройство связи с одним передатчиком и приемником. Тут требуется лишь один провод для передачи данных и один для приема. О конвертере USB-ART прочитайте по ссылке.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Его можно подключить к персональному компьютеру с помощью преобразователя RS232-TTL или USB-TTL. Сходство между RS232 и UART заключается в том, что им обоим не нужен таймер для передачи и приема данных. Кадр UART состоит из 1 стартового бита, 1 или 2 стоповых битов и бита четности для последовательной передачи данных.

Блок-схема UART

UART состоит из следующих основных компонентов: передатчик и приемник. Передатчик состоит из регистра удержания передачи, регистра сдвига передачи и логики управления. Точно так же приемник состоит из регистра удержания приема, регистра сдвига приемника и логики управления. Обычно и передатчик, и приемник снабжены генератором скорости передачи данных.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Генератор скорости передачи данных формирует скорость, с которой передатчик и приемник должны отправлять и получать данные. Регистр удержания передачи содержит передаваемый байт данных. Регистр сдвига передачи и регистр сдвига приемника сдвигают биты влево или вправо, пока байт данных не будет отправлен или получен.

В дополнение к этому, предусмотрена логика управления чтением или записью, указывающая когда читать и записывать. Генератор скорости передачи данных формирует скорости в диапазоне от 110 бит / с до 230400. В большинстве случаев микроконтроллеры предлагают более высокие скорости передачи, такие как 115200 и 57600 бит / с, но такие устройства как GPS и GSM, используют более низкую скорость в 4800 и 9600 бод.

Как работает UART

Передатчик и приемник используют стартовый бит, стоповый бит и параметры синхронизации для взаимодействия друг с другом. Исходные данные находятся в параллельной форме. Например есть 4-х битные данные, и чтобы преобразовать их в последовательную форму нужен преобразователь из параллельного в последовательный. Обычно для проектирования преобразователей используются D-триггеры.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

D-триггер, также известный как триггер данных, сдвигает один бит со стороны входа на сторону выхода только тогда, когда таймер изменяет переход из высокого состояния в низкое или из низкого состояния в высокое. Точно так же, если надо передать 4 бита данных, понадобится 4 триггера.

Теперь спроектируем преобразователь из параллельного в последовательный и из последовательного в параллельный.

Параллельное преобразование в последовательное

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Последовательное преобразование в параллельное

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Шаг 1: Возьмем 4 триггера. Количество триггеров совпадает с количеством передаваемых битов.

Шаг 2: Сначала отключим параллельную шину. Не включаем пока не будут загружены все биты. Сохраним данные на входе первого триггера. Теперь установим высокий уровень тактовой частоты, это сдвинет младший бит на вход второго триггера и выход первого. Точно так же сдвинем все биты один за другим, сделав тактовый импульс высоким. Преобразователь находится в состоянии удержания до тех пор, пока все биты не будут переданы на выход.

Шаг 3: Теперь каждый триггер содержит один бит последовательных данных. Пока все биты передаются на выход триггера, активируем шину. Это заставит конвертер отправлять все биты за раз.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Формат протокола UART

Начинается связь со стартовым битом «0». Стартовый бит инициирует передачу последовательных данных, а стоповый бит завершает транзакцию данных.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Он также имеет бит четности (четный или нечетный). Бит четности представлен как «0» (четное количество единиц), а бит нечетной четности представлен как «1» (нечетное количество).

Передача данных

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Передатчик отправляет по одному биту за раз. После отправки одного бита отправляется следующий. Таким образом, все биты данных отправляются на приемник с заранее определенной скоростью передачи. При передаче каждого бита будет определенная задержка. Например, чтобы отправить один байт данных со скоростью 9600 бод, каждый бит отправляется с задержкой 108 мкс. Данные добавляются с битом четности. Таким образом для отправки 7 бит требуется 10 бит данных.

Прием данных

Для приема данных используется приёмная линия RxD.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Пример интерфейса UART

Этот пример демонстрирует взаимодействие ESP8266 UART с MAX232. Микросхема MAX232 питается от источника 5 В, и включает в себя генератор емкостного напряжения для управления напряжением 232 уровня. Она поставляется с двумя передатчиками, также называемыми драйвером (Tin, Tout) и приемниками (Rin и Rout).

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Здесь использовался ESP8266 (32-битный микроконтроллер) со встроенным UART. Связь может осуществляться с ESP8266 с использованием AT-команд через преобразователь уровня RS232 в TTL (MAX232). На схеме показано подключение ESP8266 к компьютеру.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Запрашивая действительные AT-команды через ПК, микросхема Wi-Fi ответит подтверждением. Вот шаги для реализации последовательной связи с ПК.

Команды ESP8266

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Далее показан ответ модуля ESP8266.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

UART и USART

UARTUSART
Тайминги генерируются внутри микроконтроллера.Отправляющее устройство сгенерирует тайминг.
Скорость передачи данных низкая.Скорость передачи данных выше из-за внешних таймингов.
Автономный протоколПоддерживает несколько протоколов, таких как LIN, RS-485, IrDA, смарт-карта и т. д.
Перед передачей необходимо знать скорость передачи.Нет необходимости знать скорость передачи заранее.
Подходит для низкоскоростной связиПодходит для высокоскоростной связи.
Сниженный энергетический след.Обеспечивает последовательную связь при высоком энергопотреблении

Основное различие между UART и USART заключается в том, что UART поддерживает только асинхронную связь, тогда как USART поддерживает как синхронную, так и асинхронную. Вот сравнение между USART и UART:

RS232 и UART

Логические уровни представляют собой уровни рабочего напряжения, которые устройство может выдержать для работы в безопасной зоне. Вот уровни напряжения для RS232 и TTL:

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Логика TTL / CMOS

UART работает по TTL логике.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Преимущества и недостатки UART

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтере

Области применения протокола

Последовательный порт отладки использует драйвер UART для печати данных, поступающих извне. Можем использовать этот протокол для отправки и получения команд на встроенные устройства и от них. Также выполняется связь в GPS, модеме GSM / GPRS, чипах Wi-Fi и других модулях работающих с UART. Используется в доступе к мэйнфрейму для подключения разных компьютеров.

Форум по обсуждению материала UART ПРОТОКОЛ: ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтереМощный самодельный светодиодный фонарик на литиевых аккумуляторах. Используемые модули и фото сборки.

Что такое uart в 3д принтере. Смотреть фото Что такое uart в 3д принтере. Смотреть картинку Что такое uart в 3д принтере. Картинка про Что такое uart в 3д принтере. Фото Что такое uart в 3д принтереСхема и прошивка ATtiny13 для блока управления освещением двойным хлопком в ладоши.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *