Universal Asynchronous Receiver Transmitter - Versionsgeschichte

Faxel: /* Varianten */ Erratischen Satz entfernt: "üblich" ist die Anwendung praktisch überall.

2024-05-10T10:52:55Z

Varianten: Erratischen Satz entfernt: "üblich" ist die Anwendung praktisch überall.

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	In einfachen Mikrocontroller-Systemen werden Daten häufig über UART-Schnittstellen ausgetauscht, die ohne [[Handshake]], nur über Rx und Tx, und ohne die für [[RS-232]] notwendigen [[Pegelumsetzer]] verwirklicht sind. Da mit den Pegelumsetzern auch eine Invertierung wegfällt, findet die Kommunikation über nichtinvertierte [[Logikpegel\|TTL-Pegel bzw. CMOS-Pegel]] statt. Diese für kurze Entfernungen geeignete, auch ''CMOS-UART'' bzw. ''TTL-UART'' genannte Implementierung wird von praktisch allen Mikrocontrollern unterstützt und kann bei entsprechend geringen Übertragungsraten auch über Software realisiert werden ([[Bit-Banging]]).		In einfachen Mikrocontroller-Systemen werden Daten häufig über UART-Schnittstellen ausgetauscht, die ohne [[Handshake]], nur über Rx und Tx, und ohne die für [[RS-232]] notwendigen [[Pegelumsetzer]] verwirklicht sind. Da mit den Pegelumsetzern auch eine Invertierung wegfällt, findet die Kommunikation über nichtinvertierte [[Logikpegel\|TTL-Pegel bzw. CMOS-Pegel]] statt. Diese für kurze Entfernungen geeignete, auch ''CMOS-UART'' bzw. ''TTL-UART'' genannte Implementierung wird von praktisch allen Mikrocontrollern unterstützt und kann bei entsprechend geringen Übertragungsraten auch über Software realisiert werden ([[Bit-Banging]]).

	Auch im kommerziellen Bereich üblich ist die Anbindung von [[Global Positioning System\|GPS]]-Empfängern über CMOS-UART.

	== Literatur ==		== Literatur ==

Engi25: Die letzte Textänderung von 141.38.1.187 wurde verworfen und die Version 242184250 von Vnick wiederhergestellt.

2024-04-22T18:45:00Z

Die letzte Textänderung von 141.38.1.187 wurde verworfen und die Version 242184250 von Vnick wiederhergestellt.

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	Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.		Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.

	Damit UART-Baugruppen kommunizieren können, müssen die Empfangsleitung (Rx) der einen und die Sendungsleitung (Tx) der anderen Baugruppe am Stecker gegenüberstehen. Damit sind stets zwei Steckerbelegungstypen (~~Primary~~ und ~~Secondary~~) erforderlich, auch wenn die Geräte vollkommen gleichberechtigt kommunizieren. Sollen ~~Primary~~ mit ~~Primary~~ oder ~~Secondary~~ mit ~~Secondary~~ kommunizieren können, sind Kreuzverbinder (analog dem Null-Modem-Kabel der seriellen Schnittstelle oder dem Cross-Over-Kabel des Ethernet) erforderlich.		Damit UART-Baugruppen kommunizieren können, müssen die Empfangsleitung (Rx) der einen und die Sendungsleitung (Tx) der anderen Baugruppe am Stecker gegenüberstehen. Damit sind stets zwei Steckerbelegungstypen (Master und Slave) erforderlich, auch wenn die Geräte vollkommen gleichberechtigt kommunizieren. Sollen Master mit Master oder Slave mit Slave kommunizieren können, sind Kreuzverbinder (analog dem Null-Modem-Kabel der seriellen Schnittstelle oder dem Cross-Over-Kabel des Ethernet) erforderlich.

	Eine Modifikation, die Single-Wire UART (SWART), vermeidet dieses Verpolungsproblem. Werden Rx und Tx zusammen auf einem Pin vereint, ist zwar nur eine Simplex-Übertragung möglich, dafür aber können dann beliebige Module miteinander kommunizieren. Es können sogar mehrere UART-Module auf einem Draht kommunizieren (SWART-Bus). Die SWART ist insbesondere für kurze Entfernungen und für Datenraten bis 115.200 Baud geeignet.		Eine Modifikation, die Single-Wire UART (SWART), vermeidet dieses Verpolungsproblem. Werden Rx und Tx zusammen auf einem Pin vereint, ist zwar nur eine Simplex-Übertragung möglich, dafür aber können dann beliebige Module miteinander kommunizieren. Es können sogar mehrere UART-Module auf einem Draht kommunizieren (SWART-Bus). Die SWART ist insbesondere für kurze Entfernungen und für Datenraten bis 115.200 Baud geeignet.

141.38.1.187: Master und Slave sind rassistisch begründete Ausdrücke, die nicht verwendet werden müssen. Ersetzt durch: Primary und Secondary, diese Bezeichnungen beschreiben die Hierarchie sehr treffend. Für mich ist wünschenswert global alle Wiki Einträge zu überarbeiten und auf neutrale menschenwürdige Ausdrücke anzupassen. Danke

2024-04-10T07:34:21Z

Master und Slave sind rassistisch begründete Ausdrücke, die nicht verwendet werden müssen. Ersetzt durch: Primary und Secondary, diese Bezeichnungen beschreiben die Hierarchie sehr treffend. Für mich ist wünschenswert global alle Wiki Einträge zu überarbeiten und auf neutrale menschenwürdige Ausdrücke anzupassen. Danke

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	Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.		Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.

	Damit UART-Baugruppen kommunizieren können, müssen die Empfangsleitung (Rx) der einen und die Sendungsleitung (Tx) der anderen Baugruppe am Stecker gegenüberstehen. Damit sind stets zwei Steckerbelegungstypen (~~Master~~ und ~~Slave~~) erforderlich, auch wenn die Geräte vollkommen gleichberechtigt kommunizieren. Sollen ~~Master~~ mit ~~Master~~ oder ~~Slave~~ mit ~~Slave~~ kommunizieren können, sind Kreuzverbinder (analog dem Null-Modem-Kabel der seriellen Schnittstelle oder dem Cross-Over-Kabel des Ethernet) erforderlich.		Damit UART-Baugruppen kommunizieren können, müssen die Empfangsleitung (Rx) der einen und die Sendungsleitung (Tx) der anderen Baugruppe am Stecker gegenüberstehen. Damit sind stets zwei Steckerbelegungstypen (Primary und Secondary) erforderlich, auch wenn die Geräte vollkommen gleichberechtigt kommunizieren. Sollen Primary mit Primary oder Secondary mit Secondary kommunizieren können, sind Kreuzverbinder (analog dem Null-Modem-Kabel der seriellen Schnittstelle oder dem Cross-Over-Kabel des Ethernet) erforderlich.

	Eine Modifikation, die Single-Wire UART (SWART), vermeidet dieses Verpolungsproblem. Werden Rx und Tx zusammen auf einem Pin vereint, ist zwar nur eine Simplex-Übertragung möglich, dafür aber können dann beliebige Module miteinander kommunizieren. Es können sogar mehrere UART-Module auf einem Draht kommunizieren (SWART-Bus). Die SWART ist insbesondere für kurze Entfernungen und für Datenraten bis 115.200 Baud geeignet.		Eine Modifikation, die Single-Wire UART (SWART), vermeidet dieses Verpolungsproblem. Werden Rx und Tx zusammen auf einem Pin vereint, ist zwar nur eine Simplex-Übertragung möglich, dafür aber können dann beliebige Module miteinander kommunizieren. Es können sogar mehrere UART-Module auf einem Draht kommunizieren (SWART-Bus). Die SWART ist insbesondere für kurze Entfernungen und für Datenraten bis 115.200 Baud geeignet.

Vnick: /* Weblinks */

2024-02-14T11:54:03Z

Weblinks

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	* [http://www.mikrocontroller.net/articles/UART CMOS-UART und RS-232 in modernen Mikrocontrollern]		* [http://www.mikrocontroller.net/articles/UART CMOS-UART und RS-232 in modernen Mikrocontrollern]
	* [https://opencores.org/projects/uart16550 16550 UART core] – Quelloffene und unter GPL stehende Implementierung eines 16550 in [[Verilog]] zur Integration in FPGAs.		* [https://opencores.org/projects/uart16550 16550 UART core] – Quelloffene und unter GPL stehende Implementierung eines 16550 in [[Verilog]] zur Integration in FPGAs.
			* [https://onlinedocs.microchip.com/pr/GUID-167CA20A-2C0F-4CBC-A693-9FD032B9B193-en-US-1/index.html?GUID-C8B83E54-0F62-4205-98DD-B1560AACDBB4 Basic Operation of UART with Protocol Support] - (engl. - Microchip.com)

	== Quelle ==		== Quelle ==

Vnick: /* Weblinks */

2024-02-14T11:43:44Z

Weblinks

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	== Weblinks ==		== Weblinks ==
	* [http://www.hsg-kl.de/faecher/inf/netze/material/bitfuerbit.html Die serielle Schnittstelle – Grundlagen]
	* [http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pc16550d.pdf Datenblatt des 16550D UART] (engl.)		* [http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pc16550d.pdf Datenblatt des 16550D UART] (engl.)
	* [http://www.mikrocontroller.net/articles/UART CMOS-UART und RS-232 in modernen Mikrocontrollern]		* [http://www.mikrocontroller.net/articles/UART CMOS-UART und RS-232 in modernen Mikrocontrollern]

Fruchtzwerg94: Änderungen von 93.240.152.107 (Diskussion) auf die letzte Version von Elmepi zurückgesetzt

2023-10-05T07:35:05Z

Änderungen von 93.240.152.107 (Diskussion) auf die letzte Version von Elmepi zurückgesetzt

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	=== Serielle Schnittstelle ===		=== Serielle Schnittstelle ===
	Die Geschichte des UART ist eng verbunden mit der Standardisierung der Datenkommunikation von RS-232. Waren die ersten UARTs für Datenübertragungsraten ~~wenige~~ hundert [[Bit]]/s und den Anschluss an [[Fernschreiber\|Teletypes]] mit [[Stromschnittstelle]] oder [[Modem]]s vorgesehen, so erreichten sie in späteren Jahren als eigenständige Chips mehrere Megabit pro Sekunde.		Die Geschichte des UART ist eng verbunden mit der Standardisierung der Datenkommunikation von RS-232. Waren die ersten UARTs für Datenübertragungsraten weniger hundert [[Bit]]/s und den Anschluss an [[Fernschreiber\|Teletypes]] mit [[Stromschnittstelle]] oder [[Modem]]s vorgesehen, so erreichten sie in späteren Jahren als eigenständige Chips mehrere Megabit pro Sekunde.
	Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.		Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.

93.240.152.107: /* Serielle Schnittstelle */ Grammatik

2023-10-05T07:19:27Z

Serielle Schnittstelle: Grammatik

← Nächstältere Version		Version vom 5. Oktober 2023, 09:19 Uhr
Zeile 57:		Zeile 57:

	=== Serielle Schnittstelle ===		=== Serielle Schnittstelle ===
	Die Geschichte des UART ist eng verbunden mit der Standardisierung der Datenkommunikation von RS-232. Waren die ersten UARTs für Datenübertragungsraten ~~weniger~~ hundert [[Bit]]/s und den Anschluss an [[Fernschreiber\|Teletypes]] mit [[Stromschnittstelle]] oder [[Modem]]s vorgesehen, so erreichten sie in späteren Jahren als eigenständige Chips mehrere Megabit pro Sekunde.		Die Geschichte des UART ist eng verbunden mit der Standardisierung der Datenkommunikation von RS-232. Waren die ersten UARTs für Datenübertragungsraten wenige hundert [[Bit]]/s und den Anschluss an [[Fernschreiber\|Teletypes]] mit [[Stromschnittstelle]] oder [[Modem]]s vorgesehen, so erreichten sie in späteren Jahren als eigenständige Chips mehrere Megabit pro Sekunde.
	Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.		Die asynchrone Übertragung findet in der Datenkommunikation bei der RS-232-Schnittstelle Verwendung. Diese Schnittstelle weist eine vergleichsweise große Verbreitung auf. Ein UART erzeugt die auf der RS-232-Schnittstelle zu übertragenden Datenbits und den dazu notwendigen Datenrahmen. Die eigentliche RS-232-Schnittstelle besteht zusätzlich noch aus [[Pegelumsetzer#Schnittstellentreiber\|Pegelumsetzern]] und weiteren Bauelementen wie Steckern, welche nicht mehr Teil eines UART sind.

Elmepi: /* Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis */ Links ergänzt

2023-08-29T07:57:29Z

Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis: Links ergänzt

← Nächstältere Version		Version vom 29. August 2023, 09:57 Uhr
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	Realisiert wird ein UART meist als Kommunikationsbaustein in [[Mikrocontroller]]n, oder in [[Computer]]n als eigenständige [[Integrierter Schaltkreis\|integrierte Schaltung]], als Teilfunktion in [[Chipsatz\|Chipsätzen]], in Form von [[Hardwarebeschreibungssprache]]n für die Integration in [[Field Programmable Gate Array]]s (FPGAs) oder als sogenanntes „Software-UART“, das nur durch eine Programmabfolge vorliegt und bestimmte Ein-/Ausgabepins direkt ansteuert ([[Bit-Banging]]). Die zu übertragenden bzw. die empfangenen Daten werden an das UART meist in paralleler Form, beispielsweise über einen [[Bus (Datenverarbeitung)#CPU-externer Bus\|CPU-externen Bus]], geliefert.		Realisiert wird ein UART meist als Kommunikationsbaustein in [[Mikrocontroller]]n, oder in [[Computer]]n als eigenständige [[Integrierter Schaltkreis\|integrierte Schaltung]], als Teilfunktion in [[Chipsatz\|Chipsätzen]], in Form von [[Hardwarebeschreibungssprache]]n für die Integration in [[Field Programmable Gate Array]]s (FPGAs) oder als sogenanntes „Software-UART“, das nur durch eine Programmabfolge vorliegt und bestimmte Ein-/Ausgabepins direkt ansteuert ([[Bit-Banging]]). Die zu übertragenden bzw. die empfangenen Daten werden an das UART meist in paralleler Form, beispielsweise über einen [[Bus (Datenverarbeitung)#CPU-externer Bus\|CPU-externen Bus]], geliefert.

	Ein UART-Baustein, der über viele Jahre in handelsüblichen PCs als eigenständiger Baustein verwendet wurde, ist das von [[National Semiconductor]] entwickelte UART 8250 und seine kompatiblen Nachfolger 16450 und 16550. Der 16550 enthält neben dem Empfangs- bzw. Sendeteil zusätzlich einen [[FIFO]]-Pufferspeicher mit 16 Byte, welcher einen Überlauf des Empfangspuffers von sonst nur einem Byte bei hohen Bitraten minimiert. Der Prozessor wird zudem nur noch um ein Sechszehntel mal so häufig von Interrupts unterbrochen, was die Effizienz des Programmablaufes deutlich erhöht. 16450 und 16550 ICs sind zueinander pin-kompatibel und können problemlos gegeneinander ausgetauscht werden. Häufig war das eine notwendige sowie recht einfache Maßnahme um schnell getakteten Prozessoren, etwa ab i386, schnelle serielle Datenübertragung mit mehr als 19~~.2kbit~~/s zu ermöglichen. Seit Mitte der 1990er Jahre werden UART-Controller in PCs kaum noch als eigenständige integrierte Schaltungen eingesetzt, da die Bereitstellung serieller Schnittstellen im [[Chipsatz]] von Multi-I/O Erweiterungskarten und später direkt in die [[Southbridge]] des ~~Mainboards~~ integriert wurde.		Ein UART-Baustein, der über viele Jahre in handelsüblichen PCs als eigenständiger Baustein verwendet wurde, ist das von [[National Semiconductor]] entwickelte UART 8250 und seine kompatiblen Nachfolger 16450 und 16550. Der 16550 enthält neben dem Empfangs- bzw. Sendeteil zusätzlich einen [[FIFO]]-Pufferspeicher mit 16 Byte, welcher einen Überlauf des Empfangspuffers von sonst nur einem Byte bei hohen Bitraten minimiert. Der Prozessor wird zudem nur noch um ein Sechszehntel mal so häufig von Interrupts unterbrochen, was die Effizienz des Programmablaufes deutlich erhöht. 16450 und 16550 ICs sind zueinander pin-kompatibel und können problemlos gegeneinander ausgetauscht werden. Häufig war das eine notwendige sowie recht einfache Maßnahme um schnell getakteten Prozessoren, etwa ab [[i386]], schnelle serielle Datenübertragung mit mehr als 19,2 kbit/s zu ermöglichen. Seit Mitte der 1990er Jahre werden UART-Controller in PCs kaum noch als eigenständige integrierte Schaltungen eingesetzt, da die Bereitstellung serieller Schnittstellen im [[Chipsatz]] von Multi-I/O Erweiterungskarten und später direkt in die [[Southbridge]] des [[Mainboard]]s integriert wurde.

	== Varianten ==		== Varianten ==

CyberOne25 am 19. Juli 2023 um 05:24 Uhr

2023-07-19T05:24:12Z

← Nächstältere Version		Version vom 19. Juli 2023, 07:24 Uhr
Zeile 8:		Zeile 8:

	== Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis ==		== Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis ==
	[[Datei:RS-232 timing.svg\|mini\|hochkant=2\|Der asynchrone serielle Datenstrom, wie ihn ein sog. CMOS-UART erzeugt (logisch 0 und 1). Das untere Diagramm zeigt die dazu invertierten Spannungspegel auf der RS-232-Schnittstelle. Gesendet wird das ASCII-Zeichen angefangen beim niedrigstwertigen Bit (LSB<sub>0</sub>)]]		[[Datei:RS-232 timing.svg\|mini\|hochkant=2\|Der asynchrone serielle Datenstrom, wie ihn ein sog. CMOS-UART erzeugt (logisch 0 und 1). Das untere Diagramm zeigt die dazu invertierten Spannungspegel auf der RS-232-Schnittstelle. Gesendet wird das ASCII-Zeichen angefangen beim niedrigstwertigen Bit (LSB<sub>0</sub>).]]

	{\| class="wikitable float-left" style="text-align:right;"		{\| class="wikitable float-left" style="text-align:right;"

CyberOne25: Verbesserung

2023-07-19T05:23:24Z

Verbesserung

← Nächstältere Version		Version vom 19. Juli 2023, 07:23 Uhr
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	== Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis ==		== Asynchrone Datenübertragungsverfahren und Realisierung als integrierter Schaltkreis ==
	[[Datei:RS-232 timing.svg\|mini\|hochkant=2\|Der asynchrone serielle Datenstrom, wie ihn ein sog. CMOS-UART erzeugt (logisch 0 und 1). Das untere Diagramm zeigt die dazu invertierten Spannungspegel auf der RS-232-Schnittstelle. Gesendet wird das ASCII Zeichen angefangen beim ~~niedrigstwertige~~ Bit (LSB<sub>0</sub>)]]		[[Datei:RS-232 timing.svg\|mini\|hochkant=2\|Der asynchrone serielle Datenstrom, wie ihn ein sog. CMOS-UART erzeugt (logisch 0 und 1). Das untere Diagramm zeigt die dazu invertierten Spannungspegel auf der RS-232-Schnittstelle. Gesendet wird das ASCII-Zeichen angefangen beim niedrigstwertigen Bit (LSB<sub>0</sub>)]]

	{\| class="wikitable float-left" style="text-align:right;"		{\| class="wikitable float-left" style="text-align:right;"