Inhaltsverzeichnis
Was ist UART?
UART, kurz für Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, ist eine serielle Schnittstelle zur Kommunikation zwischen elektronischen Geräten. Es ermöglicht den Austausch von Daten zwischen Computern, Mikrocontrollern und anderen digitalen Systemen mithilfe von nur zwei Drähten für das Senden und Empfangen sowie einer Masseverbindung an beiden Enden. Die Kommunikation kann im Simplex-, Halb- oder im Voll-Duplex-Betrieb erfolgen.
Wie funktioniert UART?
UART wandelt parallele Daten aus einem Mikrocontroller oder Computer in serielle Datenströme um und sendet diese über eine einzelne Leitung. Beim Empfangen wandelt der UART die seriellen Datenströme wieder in parallele Daten um. Die Übertragung erfolgt asynchron, das heißt, die Sender- und Empfängergeräte müssen nicht von einem gemeinsamen Takt gesteuert werden, sondern nutzen Start- und Stoppbits zur Synchronisation.
Wo wird UART eingesetzt?
UART wird in vielen Bereichen der Elektronik eingesetzt, darunter:
- Mikrocontroller-Kommunikation: Verbinden von Mikrocontrollern mit Sensoren, Aktoren und anderen Mikrocontrollern.
- Computer-Peripherie: Kommunikation zwischen Computern und Peripheriegeräten wie Tastaturen, Mäusen und Druckern.
- Embedded System: Datenübertragung in eingebetteten Systemen, wie sie in IoT-Geräten und Industrieanlagen zu finden sind.
In den letzten Jahren wurde UART in vielen Anwendungen durch Protokolle wie SPI und I2C ersetzt. Moderne Computer und Peripheriegeräte nutzen Technologien wie Ethernet und USB.
Vorteile von UART
Trotzdem bleibt UART für Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und niedrigem Durchsatz beliebt, da es einfach, kostengünstig und leicht zu implementieren ist. Die Vorteile zusammengefasst sind:
- Einfachheit: Einfache Implementierung und geringer Hardwareaufwand.
- Flexibilität: Asynchrone Kommunikation, die keine gemeinsamen Taktleitungen benötigt.
- Kompatibilität: Weit verbreitet und in vielen Mikrocontrollern und Geräten integriert.
Nachteile von UART
Dennoch hat UART auch einige Nachteile:
- Geschwindigkeit: Begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit im Vergleich zu synchronen Kommunikationsmethoden.
- Störungen: Anfällig für Störungen bei längeren Leitungen oder in störungsintensiven Umgebungen.
Somit ist UART eine bewährte und weit verbreitete Methode zur seriellen Kommunikation in der Elektronik. Es bietet eine einfache und flexible Lösung für den Datenaustausch zwischen verschiedenen digitalen Systemen, ist jedoch bei hohen Datenraten und in störungsintensiven Umgebungen begrenzt.
