USART, viết tắt của Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter, là một loại giao tiếp nối tiếp linh hoạt cho phép vi điều khiển giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. Nói một cách dễ hiểu, nó giống như một “người phiên dịch” giúp máy tính “nói chuyện” với các thiết bị khác. Bạn đang đọc bài viết này trên máy tính? Rất có thể màn hình, bàn phím, chuột của bạn đều đang sử dụng một dạng giao tiếp nối tiếp nào đó, và USART là một trong số chúng.
USART hoạt động như thế nào?
USART có thể hoạt động ở cả chế độ đồng bộ (synchronous) và bất đồng bộ (asynchronous). Trong chế độ bất đồng bộ, dữ liệu được truyền đi mà không cần một tín hiệu đồng bộ riêng. Hãy tưởng tượng việc gửi thư tay: bạn viết thư, bỏ vào bưu điện và nó được gửi đi. Không cần phải đồng bộ thời gian với người nhận. Ngược lại, chế độ đồng bộ giống như một cuộc trò chuyện điện thoại: cả hai bên cần phải “online” cùng lúc để trao đổi thông tin.
Chế độ bất đồng bộ của USART
Chế độ bất đồng bộ thường được sử dụng hơn vì tính đơn giản của nó. Dữ liệu được gửi đi từng bit một, với các bit bắt đầu và bit dừng để đánh dấu đầu và cuối của mỗi byte dữ liệu. Giống như việc gửi tin nhắn, mỗi tin nhắn có một lời chào (“bit bắt đầu”) và lời kết thúc (“bit dừng”) để người nhận biết được đâu là bắt đầu và kết thúc của tin nhắn.
Chế độ đồng bộ của USART
Chế độ đồng bộ yêu cầu một tín hiệu đồng hồ để đồng bộ việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị. Điều này cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn nhưng lại phức tạp hơn trong việc thiết lập.
Ưu điểm của USART
- Linh hoạt: USART hỗ trợ cả giao tiếp đồng bộ và bất đồng bộ.
- Đơn giản: Đặc biệt là trong chế độ bất đồng bộ, việc triển khai USART khá đơn giản.
- Chi phí thấp: USART thường được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, giảm chi phí phần cứng.
- Phổ biến: Được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng nhúng.
Ứng dụng của USART
USART được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị, từ những thiết bị đơn giản như máy in, máy quét mã vạch đến những hệ thống phức tạp hơn như hệ thống điều khiển công nghiệp.
- Giao tiếp với máy tính: Kết nối vi điều khiển với máy tính để lập trình hoặc truyền dữ liệu.
- Điều khiển thiết bị ngoại vi: Điều khiển các cảm biến, màn hình LCD, module GPS, v.v.
- Truyền dữ liệu trong hệ thống nhúng: Trao đổi dữ liệu giữa các module trong một hệ thống.
- Giao tiếp trong các hệ thống IoT: Kết nối các thiết bị IoT với nhau hoặc với một trung tâm điều khiển.
Ông Nguyễn Văn A, chuyên gia về vi điều khiển tại Đại học Bách Khoa Hà Nội, cho biết: “USART là một giao thức giao tiếp nối tiếp quan trọng trong lĩnh vực điện tử nhúng. Tính linh hoạt và đơn giản của nó giúp cho việc kết nối các thiết bị trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.”
Câu hỏi thường gặp
- Sự khác nhau giữa USART và UART là gì? UART chỉ hỗ trợ giao tiếp bất đồng bộ, trong khi USART hỗ trợ cả đồng bộ và bất đồng bộ.
- Tốc độ truyền dữ liệu của USART là bao nhiêu? Tốc độ truyền dữ liệu (baud rate) có thể thay đổi tùy thuộc vào cấu hình, từ vài trăm bps đến hàng Mbps.
- USART sử dụng bao nhiêu dây? Tối thiểu 2 dây (TX và RX) cho truyền và nhận dữ liệu.
Tóm lại, USART là một giao thức giao tiếp nối tiếp linh hoạt và mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị điện tử. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Usart Là Gì và ứng dụng của nó. Hãy chia sẻ bài viết nếu bạn thấy hữu ích nhé!