Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), dijital cihazlar arasında seri veri iletişimini sağlamak için kullanılan temel bir donanım tabanlı iletişim protokolüdür. Özellikle mikrodenetleyicilere ve bilgisayarlara entegre edilerek, verilerin paralel formattan seri formata ve tersi yönde dönüşümünü sağlar. UART, asenkron iletişim yapısıyla, harici bir saat sinyali gerektirmeksizin veri alışverişine olanak tanır.

^{UART Topolojisi (Yapay zeka ile oluşturulmuştur.)}

UART Yapısı ve İşleyişi

Veri Çerçevesi(Data Frame)

UART protokolü, verileri belirli bir çerçeve yapısında iletir. Bu yapı:

1. Başlangıç Biti: İletişimin başladığını işaret eden başlangıç biti, iletişim hattının mantık yüksek seviyesinden düşük seviyesine çekilmesiyle belirlenir.

2. Veri Bitleri: Veriyi temsil eden bitlerdir ve genellikle 5 ila 8 bit arasında olabilir.

3. Parite Biti (Opsiyonel): Hata kontrolünü sağlamak için kullanılır. Tek veya çift parite olarak ayarlanabilir.

4. Durdurma Bit(leri): İletişimin sonunu belirten bitlerdir ve genellikle 1 veya 2 bit uzunluğundadır.

^{UART Data Frame (Yapay zeka ile oluşturulmuştur.)}

Baud Hızı

Baud hızı, saniyede iletilen bit sayısını ifade eder ve her iki cihaz için aynı olmalıdır. Asenkron yapısından dolayı, baud hızındaki uyumsuzluklar zamanlama hatalarına ve veri kaybına yol açabilir.

Çalışma Prensibi

UART protokolünün asenkron çalışması, sürekli bir saat sinyali ihtiyacını ortadan kaldırır. Bunun yerine, başlangıç bitine dayanarak zamanlama yapılır. UART, full duplex veya half duplex yapılandırmalarda çalışabilir, bu da aynı anda veri gönderimi ve alımını mümkün kılar.

Uygulama Alanları ve Kullanım

UART'ın esnekliği ve sadeliği, onu birçok farklı uygulama için uygun hale getirir. Özellikle otomotiv sektöründe, sensörler, kontrol üniteleri ve bilgi-eğlence sistemleri arasında yaygın olarak kullanılır. Aynı zamanda tüketici elektroniğinde, GPS alıcılarında ve modemlerde standart bir haberleşme çözümüdür. UART, yaygınlığı ve entegrasyon kolaylığı sayesinde birçok mikrodenetleyicide varsayılan bir modül olarak bulunur.

Avantajlar ve Sınırlamalar

Avantajlar

• Basitlik ve Uygun Maliyet: Donanım ve yazılım açısından basit bir yapıya sahip olması, düşük maliyetli çözümler sunar.
• Yer Tasarrufu: Seri iletişim, paralel iletişimde olduğu gibi fazla hat ihtiyacı duymaz.
• Kolay Entegrasyon: Mikrodenetleyicilere entegre edilmesi kolaydır ve genellikle ek donanım ihtiyacı yoktur.

Sınırlamalar

• Hız Sınırları: Asenkron çalışma prensibi nedeniyle yüksek hızlar için uygun değildir.
• Mesafe Kısıtlamaları: Uzun mesafelerde kullanımı sırasında sinyal bozulmasına açıktır.
• Hata Kontrolü: Temel yapısında sınırlı hata kontrolü sunar, bu nedenle kritik görevlerde ek önlemler gerekebilir.

UART, belirli teknik kısıtlamalarına rağmen, basit, maliyet etkin ve yaygın olarak kullanılabilirliği nedeniyle birçok uygulamada tercih edilen bir protokol olmaya devam etmektedir.