فیلم آموزش USART در آردوینو – جلسۀ 10 آردوینو

فیلم آموزش USART در آردوینو را به عنوان جلسۀ دهم فیلم آموزش آردوینو مقدماتی ارائه کرده ایم. USART مخفف Universal Synchronous Asynchronous Receive/Transmit به معنی فرستنده/گیرندۀ سنکرون آسنکرون همگانی است. USART یکی از پروتکل های ارتباطی آردوینو و میکروکنترلرها و به طور کلی، بسیاری از سیستم های دیجیتال است. USART یک پروتکل ارتباطی سریال است که در الکترونیک و سیستم های دیجیتال و صنایع مختلف بسیار پر استفاده است. از کاربردهای USART مثال های فراوانی می توان آورد. ارتباط بسیاری از ماژول ها و قطعات الکترونیکی با کامپیوتر و میکروکنترلرها از طریق پروتکل ارتباطی USART است. ماژول ها و قطعاتی مثل ماژول های SIM800، ماژول های ESP8266، برخی ماژول های دوربین، ماژول های اثر انگشت، ماژول های RFID، ماژول بلوتوث، ماژول های GPS و بسیاری از ماژول های دیگر. پروتکل ارتباطی یوزارت در میکروکنترلرها و آردوینو کاربردهای زیادی دارد و از این رو دارای اهمیت فراوان است.

راه اندازی ماژول SIM800، تماس تلفنی و پیامک

ویدئوی 1 – فیلم معرفی آموزش USART در آردوینو

بسیاری از سیستم های الکترونیکی نیازمند قطعات و ماژول هایی هستند که پروتکل ارتباطی آنها سریال یا USART است. در بسیاری از پروژه ها، توسعۀ سیستم الکترونیکی، در گرو به کار گرفتن این قطعات و ماژول هاست. بنابراین استفاده از USART در سیستم های الکترونیکی مهم است. با توجه به اهمیت USART در آموزش و صنعت، آموزش ارتباط سریال در آردوینو را تحت عنوان فیلم آموزش USART در آردوینو ارائه کرده ایم. در آموزش یوزارت در آردوینو به طرح مباحث تئوری USART و ارتباط سریال، عبارات و اصطلاحات حول موضوع پروتکل های ارتباطی و ارتباط USART، عملکرد USART و نحوۀ تبادل داده در آن، ویژگی های USART در میکروکنترلرهای AVR و ARM STM32F1 مورد استفاده در آموزش آردوینو یوبرد، واحدهای USART در Arduino UNO/Nano/Mega و برد ARM STM32 Nucleo-F103RB، توابع راه اندازی UART در آردوینو و برد ARM STM32 Nucleo-F103RB و پروژه های USART در آردوینو می پردازیم. لازم به ذکر است که در بردهای آردوینو UNO و Nano، یک واحد USART، در برد آردوینو Mega 2560 چهار واحد USART و در برد ARM STM32 Nucleo-F103RB سه واحد USART وجود دارد. راه اندازی USART در بردهای مذکور و استفاده از همۀ واحدهای USART آنها ساده است، اما نکاتی وجود دارد که دانستن آنها الزامی است. در فیلم آموزش UART در آردوینو، مباحث و نکات پروتکل USART را تشریح می کنیم. در ادامه مباحث مطرح شده در جلسۀ دهم آموزش آردوینو را بیان می کنیم.

راه اندازی STM32 با آردوینو

راه اندازی آردوینو، شروع کار با Arduino

برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو

تصویر 1 – آموزش پروتکل USART آردوینو، ارتباط پورت سریال در آردوینو UNO و ترمینال نرم افزار پروتئوس

سرفصل های فیلم آموزش USART در آردوینو

در فیلم آموزش ارتباط Serial در آردوینو به مباحث زیر می پردازیم:

• پروتکل های ارتباطی، نیاز به آنها و تعریف پروتکل ارتباطی: در این بخش از فیلم آموزش Arduino، به پروتکل های ارتباطی و اهمیت آنها و نیاز به آنها می پردازیم. همچنین پروتکل ارتباطی را تعریف و نکات مربوط به آن را بیان می کنیم.
• تعریف و عملکرد کلی USART: در ادامۀ آموزش ارتباط سریال UART در آردوینو، مباحثی را می آوریم که لازم است با عملکرد کلی یوزارت آشنا باشیم. بنابراین در این قسمت فیلم آموزش آردوینو، پروتکل ارتباطی USART را تعریف می کنیم و تفاوت USART و UART را توضیح می دهیم. همچنین به طور کلی عملکرد USART و انتقال داده روی خطوط RX و TX را بررسی می کنیم.
• ارتباط موازی و سریال: در این بخش از جلسۀ دهم فیلم آموزش Arduino، به بررسی انواع تبادل داده به صورت موازی و سریال می پردازیم و بعد از تشریح هر کدام، مثال هایی را نیز بیان می کنیم.
• عبارات و اصطلاحات: در این جلسه از فیلم آموزش USART در آردوینو، عبارات و اصطلاحات حول موضوع USART را بررسی و تشریح می کنیم. عبارات و اصطلاحاتی مثل انواع ارتباط سنکرون (همزمان) و آسنکرون (غیر همزمان)، ارتباط یک طرفه (Simplex)، نیمه دو طرفه (Half-duplex) و تمام دو طرفه (Full-duplex)، مفاهیم Master و Slave در پروتکل های ارتباطی، Baud rate و Bit rate و تفاوت آنها، Packet یا قالب داده در پروتکل های ارتباطی و Packet دادۀ USART و بیت های Start و Stop، بیت Parity یا توازن در USART و Parity زوج و فرد و عملکرد Parity در خطایابی، بافر در USART میکروکنترلرها و مفهوم Data over run، خطاهای ارتباط USART، استاندارد RS-232 و مشخصات ارتباط سریال RS-232، استاندارد RS-485 و ویژگی های آن و داده و اطلاعات و پیام و تفاوت آنها با هم، عبارات و اصطلاحاتی هستند که در آموزش یوزارت در آردوینو، آنها را تشریح می کنیم و برای آنها مثال هایی نیز می آوریم.
• واحدهای USART و ویژگی های آنها در میکروکنترلرهای ATmega328 و ATmega2560: در این قسمت از فیلم آموزش USART در آردوینو، ویژگی ها و مشخصات USART این میکروکنترلرها را که روی بردهای Arduino UNO/Nano/Mega قرار دارند، بررسی می کنیم و پایه های RX و TX آنها را روی بردهای آردوینو UNO و Nano و Mega بررسی می کنیم.
• واحدهای USART در میکروکنترلر ARM STM32F103RB: که در این بخش از فیلم آموزش ارتباط Serial در آردوینو، ویژگی های USART این میکروکنترلر را که روی برد Nucleo-F103RB وجود دارد، بررسی می کنیم و پایه های مربوط به USART این برد را توضیح می دهیم.
• توابع راه اندازی USART در آردوینو: این قسمت از فیلم آموزش آردوینو به توابع راه اندازی ارتباط سریال در آردوینو اختصاص دارد. در این قسمت از فیلم آموزش USART در آردوینو، توابع USART آردوینو را با نکات آنها تشریح می کنیم. توابع ارسال و دریافت USART در Arduino، توابع بررسی بافرهای ارسال و دریافت، بافر سریال در آردوینو، وقفه سریال در آردوینو و نحوۀ استفاده از همۀ واحدهای سریال بردهای آردوینو Mega و ARM STM32 Nucleo-F103RB، مباحث دیگر این بخش فیلم آموزش آردوینو هستند.
• سخت افزارهای مورد نیاز ارتباط سریال: برقرار کردن ارتباط سریال بین المان ها و سیستم های الکترونیکی دیجیتال، در بسیاری از پروژه ها، نیاز به سخت افزارهایی دارد. برای مثال برای اتصال آردوینو به کامپیوتر، نیاز به مبدل های USB به سریال است. در این بخش از فیلم آموزش UART در آردوینو، به بررسی این سخت افزارها و نحوۀ اتصالات آنها می پردازیم.

تصویر 2 – فیلم آموزش پروتکل USART در آردوینو، اتصال آردوینو به تلفن همراه از طریق ماژول بلوتوث HC-05

• پروژه ها و نمونه کدهای USART در آردوینو: در انتهای جلسۀ دهم فیلم آموزش Arduino، پروژه ها و نمونه کدهای ارتباط USART در آردوینو را شرح می دهیم. در این جلسه چهار پروژه را بررسی می کنیم و نتیجۀ آنها را در عمل و در شبیه سازی نرم افزار پروتئوس می بینیم. پروژه ها شامل موضوعاتی مثل راه اندازی USART در آردوینو، ارتباط آردوینو با کامپیوتر، اتصال آردوینو به گوشی تلفن همراه از طریق بلوتوث، ارتباط RS485 در آردوینو، ارسال و دریافت رشته از پورت سریال آردوینو، ارتباط دو برد آردوینو با یکدیگر از طریق رابط USART، ترمینال پورت سریال و کار با نرم افزار Hercules و … هستند.

با مباحث آموزش ارتباط سریال در آردوینو، دانش پذیر علاوه بر این که با این پروتکل ارتباطی آشنا می شود، می تواند USART را در پروژه های مبتنی بر آردوینو راه اندازی و استفاده کند و همچنین پیش از ورود به دنیای میکروکنترلرها، بسیاری از مباحث USART را فرا می گیرد.

نوشته های مرتبط در وبلاگ یوبرد:

بافر در USART میکروکنترلرها

راه اندازی USART در AVR

راه اندازی UART در STM32

نصب درایور CP2102، مبدل USB به سریال

ویژگی های USART در میکروکنترلرهای STM32F1

پیش نمایش – توابع ارتباط سریال STM32 در آردوینو

پیش نمایش – راه اندازی USART در آردوینو و ارتباط با کامپیوتر