UART(ユニバーサル非同期レシーバ/トランジター)は、デバイス間でシリアルデータ交換のための広く使用されている通信プロトコルです。 UARTプロトコルの適切な設計により、信頼性の高いデータ転送、エラーを最小限に抑え、パフォーマンスを最適化します。 この記事では、効果的なUART通信システムの設計に関わる重要な考慮事項と計算について説明します。

ボードレート選択

不正率は、データ伝送の速度を決定します。適切なバウド率を選択すると、データ転送速度と信号の完全性のバランスが取れます。一般的なバウド率は、アプリケーションに応じて9600、115200、および高速が含まれます。

不正率の計算は、UARTモジュールのクロック周波数と、ディバイザーの設定を理解することを含みます。一般的な式は次のとおりです。

[] レート = クロック周波数 / (ディバイザー)[]

タイミングとビットの期間

同期には正確なタイミングが不可欠です。各ビットの期間は、バウドレートの往復です。

[]ビットの有効期間 = 1 / ボードレート[

例えば、9600 ボードでは、各ビットが約 104 マイクロ秒を持続します。 受信機のサンプリングレートをこのタイミングで確保することで、データのエラーを防ぎます。

データフレームの構造

UARTのデータフレームは、通常、スタートビット、データビット、オプションのパーティビット、ビットをストップします。構成は、データの完全性およびエラー検出に影響を与えます。

  • ビット開始:]]はデータ伝送の始まりを信号を送ります(通常1ビット)。
  • データビット:] 通常8ビットが異なります。
  • ] エラーチェックのオプションで、Parityビット:[] 。
  • ] ビットをストップ: 通常1ビットまたは2ビットで、フレームの端を示す。

実践的検討

UARTプロトコルの設計は、信号の品質、ケーブル長、ノイズの免疫に注意が必要です。適切なシールドと終了を使用して、エラーが軽減されます。さらに、互換性のあるバウドレートとフレーム構造を選択することで、デバイス間のスムーズな通信が保証されます。