Что такое uart в роутере

Время на прочтение
10 мин

Количество просмотров 811K

После Vogue истерии появилось множество вопросов, как подключить плату к компьютеру. И многие люди даже не понимают, что же такое UART. И я решил рассказать здесь какой это мощный инструмент.

Роутер превращается в компьютер, если к нему по UART подключить клавиатуру и дисплей

От телеграфа к COM-порту

Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или, по-русски, УАПП (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день

физический протокол

передачи данных. Наиболее известен из семейства UART протокол RS-232 (в народе – COM-порт, тот самый который стоит у тебя в компе). Это, наверное, самый древний компьютерный интерфейс. Он дожил до наших дней и не потерял своей актуальности.

Надо сказать, что изначально интерфейс УАПП появился в США как средство для передачи телеграфных сообщений, и рабочих бит там было пять (как в азбуке Морзе). Для передачи использовались механические устройства. Потом появились компьютеры, и коды ASCII, которые потребовали семь бит. В начале 60-х на смену пришла всем известная 8-битная таблица ASCII, и тогда формат передачи стал занимать полноценный байт, плюс управляющие три бита.

В 1971 году, когда уже начался бум микросхем, Гордон Белл для компьютеров PDP фирмы Western Digital сделал микросхему UART WD1402A. Примерно в начале 80-х фирмой National Semiconductor был создан чип 8520. В 90-е был придуман буфер к интерфейсу, что позволило передавать данные на более высоких скоростях. Этот интерфейс, не претерпев практически никаких изменений, дошел и до наших дней

Физика интерфейса

Чтобы понять, что роднит и отличает разные UART-интерфейсы, разберем принцип работы самого популярного и любимого нами протокола RS-232. Дотошно расписывать все тонкости его работы я не буду. Об этом написан ни один десяток мегабайт статей, и если ты умеешь пользоваться Гуглом, то без проблем найдешь всю необходимую информацию. Но основы я расскажу, благо с ними можно уже круто всем рулить, а всякие фишки используются очень редко.

Основные рабочие линии у нас – RXD и TXD, или просто RX и TX. Передающая линия – TXD (Transmitted Data), а порт RXD (Received Data) – принимающая.
Эти линии СОМ-порта задействованы при передаче без аппаратного управления потоком данных. При аппаратном потоке задействованы еще дополнительные интерфейсные линии (DTS, RTS и пр.). Выход передатчика TX соединен с входом приемника RX и наоборот. Электрический принцип работы RS-232 отличается от стандартной 5-вольтовой TTL логики. В этом протоколе логический нуль лежит от +3 до +12 вольт, а единица от -3 до -12, соответственно. Промежуток от -3 до +3 вольт считается зоной неопределенности. Учти, что все напряжения указаны относительно корпуса компьютера, или земли. Теперь, я думаю, ты понимаешь, зачем в компьютерном блоке питания существует сразу два напряжения: -12 и +12 вольт. Они были введены специально для работы СОМ-порта.

Приём сигнала по RS-232 (взято из книги М.Гук «Аппаратные интерфейсы ПК»)

Такая большая амплитуда рабочих напряжений, целых 24 вольта, нужна в первую очередь для помехоустойчивости линий связи. По стандарту, длина кабеля, по которому у нас бегают данные, может быть 15 м. Хотя на практике люди умудрялись заставлять его работать даже на 25 м. Электрические параметры RS-232 – это главная характеристика, которая отличает его от других протоколов семейства UART.

Следующие характеристики – формат посылки и скорость передачи данных – полностью применимы ко всем видам UART и обеспечивают их совместимость через несложные схемы сопряжения.

Стандартная посылка занимает 10 бит. Но правило это распространяется только на стандартные настройки СОМ-порта. В принципе, его можно перенастроить так, чтобы он даже интерфейс One-Wire понимал. В режиме простоя, когда по линии ничего не передается, она находится в состоянии логической единицы, или -12 вольт. Начало передачи обозначают передачей стартового бита, который всегда равен нулю. Затем идет передача восьми бит данных. Завершает посылку бит четности и стоповый бит. Бит четности осуществляет проверку переданных данных. Стоповый бит говорит нам, что пересылка данных завершена. Надо отметить, что STOP-бит может занимать 1, 1.5, и 2 бита. Не стоит думать, что это дробные биты, это число говорит только о его длительности. Стоповый бит, как и стартовый, равен нулю.

Сигнал UART на экране осциллографа. Виден старт бит, данные и стоповый бит. Спасибо DIHALTза картинку

Скорость работы

Даже если тебе раньше никогда не приходилось работать с СОМ-портом, по крайней мере, в модеме ты должен знать номинальные скорости работы: 9600, 28800, 33600, 56000 и т.п. Сколько бит в секунду убегает из нашего порта? Вот смотри, допустим, скорость у нас 9600 бит в секунду. Это означает, что передача одного бита будет занимать 1/9600 секунды, а пересылка байта – 11/9600. И такая скорость для байта верна только в случае, если стоп-бит будет занимать один бит. В случае, если он занимает два стоп-бита, то передача будет 12/9600. Это связано с тем, что вместе с битами данных передаются еще специальные биты: старт, стоп и бит четности. Линейка скоростей СОМ-порта стандартизирована. Как правило, все устройства работают на трех стандартных скоростях: 9600, 19200, 115200. Но возможны другие варианты, даже использование нестандартных скоростей или скорости, меняющейся во времени, – с этим я сталкивался при разборе полетов очередного устройства.

Такой разный протокол

Видов UART существует великое множество. Я не буду перечислять их наименования, ибо, если ты владеешь английским, то сумеешь и сам нагуглить. Но самые основные не отметить нельзя! Напомню, что главное отличие интерфейсов состоит в среде и способе передаче данных. Данные могут передаваться даже по оптоволокну.

Второй по распространению интерфейс после RS-232 – это RS-485. Он является промышленным стандартом, и передача в нем осуществляется по витой паре, что дает ему неплохую помехоустойчивость и повышенную скорость передачи до 4 мегабит в секунду. Длина провода тут может достигать 1 км. Как правило, он используется на заводах для управления разными станками.

Надо сказать, что IRDA, или инфракрасная связь, которая встроена в большинство телефонов и КПК, тоже по сути является UARTом. Только данные передаются не по проводам, а с помощью инфракрасного излучения.

В SMART-картах (SIM, спутниковое телевиденье, банковские карты) – тех самых устройствах, которые мечтает похачить каждый уважающий себя фрикер – тоже используется наш любимый UART. Правда, там полудуплексная передача данных, и логика работы может быть 1,8/3,3 и 5 вольт. Выглядит так, будто RX запаян с TX на одном конце и на другом – в результате, один передает, другой в этот момент слушает, и наоборот. Это регламентировано стандартом смарт-карт. Так мы точно знаем, сколько байт пошлем, и сколько нам ответит карточка. Тема достойна отдельной статьи. В общем, запомни, что UART есть практически везде.

Устройства, которые имеют на своём борту UART, по часовой стрелке: мышка, ридер-эмулятор SMART-карт, КПК Palm m105, отладочная плата для микроконтроллера ATtiny2313 (или AT89C2051), модем.

Сопряжение интерфейсов

Я уже глаза намозолил разными интерфейсами, но как с ними работать-то? Ну, с обычным RS-232 понятно, а, допустим, с 5-вольтовым юартом как быть? Все просто: существуют различные готовые микросхемы-преобразователи. Как правило, в маркировке они содержат цифры «232». Увидел в схеме микруху с этими цифирями – будь уверен: скорее всего, это преобразователь. Через такие микросхемы с небольшим обвязом и сопрягаются все интерфейсы UART. Я не буду рассказывать о промышленных интерфейсах, а скажу о тех преобразователях, которые интересуют нас в первую очередь.

Самый известный преобразователь интерфейса – это микросхема, разработанная фирмой MAXIM, которая и получила от нее часть своего названия (max232). Для ее работы требуется четыре конденсатора от 0,1 микрофарады до 4 микрофарад и питание 5 вольт. Удивительно, что эта микросхема из 5 вольт генерирует отрицательное напряжение, чтобы сопрягать 5-вольтовый UART с RS-232.

Существуют микросхемы сопряжения USB с UART, например, микросхема ft232rl. В Ubuntu для этой микросхемы уже встроены драйвера. Для Windows их придется качать с официального сайта. После установки драйверов в системе появится виртуальный СОМ-порт, и с ним уже можно рулить различными устройствами. Советую не принимать эти микросхемы, как единственно возможные. Найдется громадное количество более дешевых и интересных аналогов, посему наседай на Гугл и поймешь, что мир UARTа – это круто.

В целом, микросхемы стоят достаточно дорого и порой можно обойтись более сложными, но зато более дешевыми схемами на паре транзисторов.

Что нам это дает?

Как ты понял, интерфейс UART присутствует во многих устройствах, в которых стоит какой-либо процессор или контроллер. Я даже больше скажу: если там стоит контроллер, то юарт есть стопудово (только он не всегда может использоваться). Как правило, по этому интерфейсу идет наладка и проверка работоспособности девайса. Зачастую производитель умалчивает о наличии этого интерфейса в изделии, но найти его несложно: достаточно скачать мануал на процессор и, где находится юарт, ты будешь знать. После того, как ты получишь физический доступ к железяке по нашему интерфейсу, можно его настроить на свое усмотрение или даже заставить работать, так как надо тебе, а не как задумал производитель. В общем, – выжать максимум возможностей из скромного девайса. Знание этого протокола дает также возможность подслушать, что же творится в линиях обмена между различными процессорами, так как часто производители организуют целые юарт-сети в своем устройстве. В общем, применений много, главное – интуитивно понимать, как это делать.

Апдейтим роутер

Намедни я намутил себе WiFi-роутер WL-520GU и, прочитав статью Step’a «Level-up для точки доступа» (][ #106), успешно установил туда Linux. Но у меня возникли проблемы с монтированием swap-раздела жесткого диска. Так появилась необходимость посмотреть лог загрузки точки доступа – подмонтировался раздел или нет – причем, как говорится, на лету, чтобы сразу вносить необходимые изменения. Шестым чувством я подозревал, что в моем роутере просто обязан быть UART. Я взял в руки крестовую отвертку и начал его разбирать. Дело тривиальное, но с заковыркой – потайные винтики находятся под резиновыми ножками (если решишь повторить, помни, что при разборе ты лишаешься гарантии). Моему взору предстала достаточно скучная плата, где все «chip-in-one»: один центральный процессор, в который включено все, внешняя оператива, флеша, преобразователь питания и рядок разъемов с кнопками. Но на плате была не распаянная контактная площадка, точнее сказать, отверстия под иголки. Их было четыре штуки. Вот он UART, это очевидно! По плате даже без мультиметра видно, что крайние иголки – это +3,3 вольта и второй – земля. Средние контакты, соответственно, RX и TX. Какой из них что, легко устанавливается методом научного тыка (спалить интерфейс очень проблематично).
Сразу хочу отметить, что интерфейс UART в каждом роутере выглядит по-разному. В большинстве случаев, это не распаянные отверстия на плате. Правда, в одном роутере от ASUS я даже встретил полностью подписанный разъем.

Собираем преобразователь

Чтобы подключить роутер к компу, необходимо сопрячь интерфейсы RS-232 с UARTом роутера. В принципе, можно подключить к USB, используя указанную выше микросхему FT232RL, – что я и сделал при первой проверке роутера. Но эта микросхема – в достаточно сложном для пайки корпусе, посему мы поговорим о более простых решениях. А именно – микросхеме MAX232. Если ты собираешься питаться от роутера, то там, скорее всего, будет 3,3 вольта, поэтому лучше использовать MAX3232, которая обычно стоит в КПК (схему распайки нетрудно найти в инете). Но в моем роутере присутствовало питание +5 вольт на входе, а указанных микросхем у меня великое множество, и я не стал заморачиваться. Для сборки нам потребуются конденсаторы 0,1 мкФ (4 штуки) и сама микросхема. Запаиваем все по традиционной схеме, и начинаем эксперименты.

Исходники для сборки

На выход я сразу повесил 9-пиновый разъем типа «папа», чтобы можно было легко подключить нуль-модемный кабель. Если ты помнишь, во времена DOSа такими кабелями делали сетку из двух компов и резались в «Дюкнюкем». Провод для наших целей собрать несложно. Правда, получится не полный нуль-модем и через него особо не поиграешь, но рулить точкой доступа будет самое то! Тебе понадобятся два 9-пиновых разъема типа «мама», корпуса к ним и провод, например, от старой мышки или клавы (главное, чтобы в нем было три провода). Сначала соединяем земли ¬- это пятый контакт разъемов; просто берем любой провод и с обоих сторон припаиваем к 5-му контакту. А вот с RX и TX надо поступить хитрее. С одного конца провода запаиваем на 3-й контакт, а с другого – на 2-й. Аналогично с третьим проводом, только с одного конца запаиваем на 2-й контакт, с другого – на 3-й. Суть в том, что TX должен передавать в RX. Прячем запаянные разъемы в корпус — и готов нуль-модемный кабель!

Распаянные иголки на плате роутера.

Для удобства монтажа в материнку роутера я впаял штырьковый разъем, а в монтажку с MAX232 – обратный разъем и вставил платку, как в слот. RX и TX роутера подбираются экспериментально.

Собраная плата

Теперь надо запитать микросхему преобразователя. Общий провод у нас присутствует уже прямо в разъеме на мамке роутера. А вот + 5 вольт находится прямо у входа питания роутера, в месте, где подключается адаптер. Точку нахождения 5 вольт определяем вольтметром, измеряя разные узлы относительно земли роутера.
Подключаем питание. Включаем и начинаем наши злостные эксперименты.

Прожигаем отверстие для вывода проводов

Распаянный СОМ-порт

Всё в сборе. Обратите внимание, что красный провод питания идёт к разъёму адаптера роутера. Узелок внутри сделан, для того чтобы рывком на оторвать припаянные провода.

Настройка терминала

Нам нужно настроить терминальную программу. В Винде все достаточно просто: запускаем Hyper Terminal, отключаем программную и аппаратную проверку данных, выставляем скорость 115200 и один стоповый бит. А вот в Линухе дело обстоит чуть хитрее. У меня Ubuntu, и рассказывать буду про нее. Для начала разберись, как в твоей сборке именуется СОМ-порт. В моем случае СОМ1 был ttyS0 (если использовать к примеру микросхему FT232, то он будет именоваться ttyUSB0). Для работы с ним я использовал софтинку minicom.

Запускай ее с параметрами: minicom -l -8 -c on -s. Далее выбирай «Настройки последовательного порта»:
Последовательный порт /dev/ttyS0

* Скорость/четность/биты 115200 8N1
* Аппаратное управление потоком — нет
* Программное управление потоком — нет

Сохраняем настройки. Софтина попробует проинициализировать модем — не обращай внимания. Чтобы вызвать меню, нажми <ctrl-a z>. Там можно менять настройки, например: включить/выключить эхо — Е.
Настройка

Я не рекомендую подключать микросхему преобразователя к роутеру, дабы проверить ее функционал. Допускается только брать с него питание. Проверка проходит очень просто — необходимо перемкнуть RX с TX. Сначала перемыкаешь в СОМ-порте 2-й и 3-й контакт — проверяешь настройки терминалки. Пишешь что-то на клаве: если символы возвращаются, значит, все ОК. Также проверяешь кабель, те же контакты. Потом подключаешь микросхему, и уже у нее на выходе ставишь перемычку. Я заостряю на этом внимание, потому что, например, у меня возникли проблемы, и ничего не работало, пока я все не проверил и не нашел ошибку.

После всех настроек можешь смело цеплять к роутеру и искать RX-TX на роутере, периодически выдергивая из него питание. Если все сделано правильно, то при подаче питания ты увидишь лог загрузки роутера. Принимай поздравления, теперь у тебя полный аппаратный рут, так, будто ты сидишь за монитором с клавой роутера.

Лог загрузки роутера в программе minicom

Автономное плаванье

Согласись, делать через терминальную программу то же самое, что удобнее сделать через SSH – не айс. Мне хотелось превратить роутер в автономный Linux-компьютер, со своей хитрой архитектурой. Для этого нужно, чтобы данные с клавиатуры передавались по UART, и по нему же выводились на монитор. Паять и разрабатывать устройство было лениво. Тогда-то и пришла идея заюзать для этих целей пылящийся без дела КПК. По сути, наладонник будет исполнять роль контроллера клавиатуры и дисплея, ну и служить сопряжением интерфейсов.

Сначала я попробовал древнейший Palm m100. Но, видимо, у него очень маленькая буферная память, и от количества данных, которые идут с роутера, ему становилось плохо. Я взял другой — промышленный КПК, с нормальным СОМ-портом и терминалкой. Подключил, вставил в док и, в результате, получил небольшой линукс-компьютер. В принципе, вместо дорогущего промышленного КПК подойдет большинство наладонников, работающих под операционкой WinCE, главное – найти подходящий терминальный софт.

Линукс компьютер

Итоги

Итак, я показал небольшой пример использования UART. Если ты вкуришь в этот протокол, то поверь, станешь просто повелителем различных железок. Есть он практически везде, и через него можно сопрягать, казалось бы, совершенно разные вещи. К примеру, к тому же роутеру при небольших настройках подключается мобильный телефон по юарту, – и раздает с него интернет. В общем, применений куча. Не бойся экспериментировать, самообразовываться и реализовать свои идеи.

Этот пост является отредактированной для хабра версией моей статьи в Хакере № 05/09 «Главный инструмент фрикера».

Литература:
1. Михаил Гук «Аппаратные интерфейсы ПК» — просто студенческая библия по персоналке.
2. en.wikipedia.org/wiki/RS-232
3. easyelectronics.ru/tag/rs232

UART порт на роутере – это интерфейс, который позволяет получать доступ к контроллеру роутера через последовательное соединение. Он представляет собой набор логических линий, которые передают данные в формате последовательных битов.

Этот порт имеет ряд особенностей, которые делают его полезным для различных задач. Во-первых, UART порт можно использовать для отладки и настройки роутера, так как он позволяет получать доступ к базовому уровню управления устройством. Во-вторых, через UART порт можно осуществлять программирование или прошивку роутера: это может быть полезно при необходимости установить специализированное программное обеспечение или восстановить работу устройства после сбоя.

Важно отметить, что для использования UART порта необходимо иметь специальный кабель или адаптер, который подключается к COM-порту компьютера. Также необходимо знать параметры соединения, такие как скорость передачи данных (baud rate) и протокол.

В целом, UART порт является важным инструментом для работы с роутером, который обеспечивает широкие возможности в области настройки и управления устройством. Он позволяет получать доступ к основным функциям роутера, что делает его незаменимым инструментом для администраторов сети и разработчиков программного обеспечения.

Что такое UART порт и его назначение на роутере

На роутерах UART порт обычно используется для подключения и взаимодействия с другими устройствами, такими как компьютеры, консоли, модемы и принтеры. Он может быть использован для осуществления отладки и настройки роутера, а также для загрузки прошивки или выполнения специальных команд.

Часто UART порт на роутере представляет собой разъем типа RJ-45 или DB-9. В зависимости от модели роутера, он может поддерживать различные стандарты связи, такие как RS-232, RS-422 или RS-485.

Для использования UART порта на роутере необходимо подключить соответствующий кабель или адаптер, чтобы подключить его к другому устройству. Затем можно настроить соответствующий программный интерфейс на компьютере или другом устройстве для взаимодействия с роутером посредством UART порта.

В целом, UART порт на роутере предоставляет дополнительную гибкость и возможности для настройки и управления роутером, что делает его еще более полезным инструментом в области сетевых технологий.

Возможности использования UART порта на роутере

1. Консольное подключение. Подключившись к роутеру через UART порт, можно получить доступ к консоли управления роутером. Это дает возможность настраивать роутер и получать информацию о его работе непосредственно из командной строки.

2. Обновление прошивки. Через UART порт можно загрузить на роутер новую версию прошивки. Это позволяет улучшить функциональность роутера, исправить ошибки и уязвимости, а также добавить новые возможности.

3. Отладка и диагностика. UART порт может быть использован для отладки и диагностики проблем сети. Подключившись к роутеру через UART порт, можно получить информацию о состоянии сети, перехватить сетевой трафик и проанализировать его.

4. Взаимодействие с периферийными устройствами. UART порт может использоваться для взаимодействия роутера с другими периферийными устройствами, такими как модемы, датчики, считыватели карт и другие.

5. Создание собственных приложений. Использование UART порта позволяет разработчикам создавать собственные приложения и сервисы, которые могут полностью контролировать работу роутера и взаимодействовать с другими устройствами в сети.

В использовании UART порта на роутере есть огромный потенциал, который зависит от вашей фантазии и потребностей. Этот функциональный интерфейс позволяет максимально гибко настроить и контролировать работу вашего роутера.

Особенности настройки UART порта на роутере

1. Физическое подключение. Для настройки UART порта роутера требуется подключение к компьютеру с помощью специального кабеля. Он может быть в формате USB-UART или RS-232. Важно учитывать, что подключение должно быть выполнено правильно, чтобы избежать повреждения порта или устройства.

2. Настройка программного обеспечения. Для работы с UART портом на роутере необходимо использовать специальное программное обеспечение, такое как PuTTY или Tera Term. Важно правильно настроить параметры порта, такие как скорость передачи данных (baud rate), битность (data bits), контроль четности (parity), стоп-биты (stop bits), чтобы обеспечить корректное взаимодействие.

3. Доступ в командный интерфейс роутера. После успешного подключения и настройки порта, можно получить доступ к командному интерфейсу роутера. В командном интерфейсе можно выполнять различные команды для настройки роутера, такие как изменение IP-адреса, настройка безопасности или управление сетевыми портами.

Важно помнить! Неправильная настройка UART порта на роутере может привести к неработоспособности устройства или потере данных. Рекомендуется перед началом настройки прочитать документацию роутера и ознакомиться с рекомендациями производителя.

Преимущества использования UART порта на роутере

• Подключение без использования сетевого интерфейса: UART порт обеспечивает возможность подключения к роутеру без необходимости в наличии рабочей сети.
• Отладка и настройка: UART порт позволяет осуществлять отладку и настройку роутера с помощью командной строки или специальных программ.
• Доступ к внутренним настройкам: через UART порт можно получить доступ к внутренним настройкам роутера, таким как файловая система, конфигурационные файлы и т. д.
• Восстановление работы роутера: при возникновении проблем с программным обеспечением или настройками роутера, UART порт позволяет восстановить работу устройства путем загрузки альтернативной прошивки или изменения настроек.
• Интеграция с другими устройствами: UART порт можно использовать для интеграции роутера с другими устройствами, такими как микроконтроллеры или Arduino, для реализации различных проектов и сценариев.

Ограничения и предостережения при использовании UART порта на роутере

1. Внимательно следуйте инструкциям производителя роутера по настройке и использованию UART порта. Неправильное использование может привести к нежелательным последствиям, таким как поломка устройства или потеря гарантии.
2. Перед использованием UART порта, убедитесь, что вы обладаете достаточными знаниями и навыками для работы с аппаратными устройствами и командной строкой. Неправильное выполнение команд может вызвать серьезные проблемы с работой роутера.
3. Если вы не уверены в своих навыках или нуждаетесь в специализированной помощи, лучше обратиться к специалисту или технической поддержке производителя для получения подробных инструкций и рекомендаций.
4. Будьте внимательны при подключении к UART порту, чтобы не повредить разъем или провода. Используйте правильные инструменты и технику, чтобы избежать повреждения роутера или причинения вреда себе.
5. Помните, что использование UART порта может привести к потере гарантии на ваш роутер, поэтому перед его использованием внимательно прочитайте условия гарантии и оцените все риски.
6. Не забывайте про безопасность. Храните доступ к UART порту в надежном месте и обеспечьте его защиту от несанкционированного доступа. Используйте сложные пароли и шифрование для защиты своего роутера.
7. Наконец, проявляйте осторожность при работе с UART портом, особенно при выполнении команд, изменяющих настройки устройства. Ошибки могут привести к непредсказуемым последствиям, поэтому всегда делайте резервные копии и имейте возможность восстановить роутер в случае необходимости.

Соблюдение указанных ограничений и предостережений поможет вам использовать UART порт на роутере безопасно и эффективно, не подвергая вас и ваше устройство ненужным рискам и проблемам.

Практические примеры применения UART порта на роутере

1. Консольное подключение: UART порт позволяет подключиться к консоли роутера с помощью специального программного обеспечения, например, HyperTerminal или PuTTY. Это позволяет администратору настроить роутер и выполнять различные консольные команды.
2. Отладка и мониторинг: UART порт может использоваться для отладки и мониторинга работы роутера. С помощью специального программного обеспечения администратор может получить доступ к отладочной информации и протоколам связи.
3. Использование дополнительных модулей: UART порт позволяет подключать дополнительные модули к роутеру, такие как модули беспроводной связи, модули GPS и другие. Это расширяет возможности роутера и позволяет использовать его в различных сценариях.
4. Использование в проектах Интернета вещей (IoT): UART порт может быть использован в проектах Интернета вещей для связи с различными датчиками и устройствами. Роутер может выполнять функцию хаба для сбора данных и передачи их в облако для анализа.
5. Перевод в режим bootloader: UART порт может использоваться для перевода роутера в режим bootloader, что позволяет обновлять прошивку роутера и восстанавливать его после сбоя или ошибки.

В конечном счете, использование UART порта на роутере зависит от конкретных потребностей и требований проекта. Учитывая его множество возможностей, UART порт является важным инструментом для администраторов и разработчиков, позволяющим расширить функционал роутера и повысить эффективность работы сети.

Рекомендации по выбору роутера с UART портом

При выборе роутера с UART портом следует обратить внимание на несколько важных моментов, которые могут повлиять на его функциональность и совместимость с вашими потребностями.

1. Совместимость с операционной системой

Убедитесь, что роутер поддерживает вашу операционную систему и имеет необходимые драйверы и программное обеспечение. Это особенно важно, если вы планируете использовать UART порт для настройки и управления роутером.

2. Функциональность UART порта

Узнайте, какие функции предоставляет UART порт на роутере. Некоторые модели могут поддерживать только базовые функции, такие как консольное подключение, тогда как другие могут иметь расширенные возможности, такие как подключение к другим устройствам через UART.

3. Скорость передачи данных

Проверьте скорость передачи данных UART порта на роутере. Если вам нужно передавать большие объемы данных или работать с высокоскоростными устройствами, выберите роутер с поддержкой высокой скорости передачи данных.

4. Доступность и цена

Учтите доступность и цену роутера с UART портом. В зависимости от ваших потребностей, вы можете выбрать модель с определенными характеристиками и функциями. Сравните различные модели и выберите ту, которая наиболее выгодна для вас.

Прежде чем совершить покупку, лучше проконсультироваться с техническим специалистом или прочитать отзывы и рекомендации пользователей, чтобы выбрать роутер с UART портом, который будет отвечать вашим требованиям и потребностям наилучшим образом.

Подключение роутера по UART — один из самых удобных и эффективных способов настроить и контролировать работу устройства. UART (Универсальный Асинхронный Приёмопередатчик) — это стандартный интерфейс, который позволяет передавать данные между различными устройствами. Подключение по UART позволяет получить полный доступ к настройкам и настройкам роутера, что является необходимым для выполнения ряда задач, таких как изменение настроек сети, обновление прошивки или диагностика неполадок.

Для подключения роутера по UART вам понадобятся несколько инструментов и компонентов. Во-первых, вам понадобится сам роутер и его прилагаемый кабель UART. Также вам понадобится компьютер с последовательным портом или USB-портом, в который можно подключить кабель UART. Наконец, вам понадобится программное обеспечение, способное обрабатывать и отображать данные, полученные от роутера.

Первым шагом в подключении роутера по UART является нахождение последовательного порта на вашем компьютере. Обычно они обозначаются как COM1, COM2 и т.д. Подключите один конец кабеля UART к роутеру, а другой конец — к последовательному или USB-порту вашего компьютера. Затем запустите программное обеспечение для работы с последовательными портами, такое как PuTTY или HyperTerminal, и настройте его на использование нужного COM-порта и правильных настроек скорости передачи данных.

Важно помнить, что подключение роутера по UART требует осторожности и аккуратности. Неправильное подключение или настройка может привести к повреждению устройства. Поэтому перед началом работы рекомендуется ознакомиться с инструкциями производителя и, возможно, проконсультироваться с опытными специалистами.

Подключение роутера по UART: что это и как это работает?

Подключение роутера по UART предоставляет возможность управлять роутером с помощью командной строки и получать доступ к его настройкам. Использование UART позволяет осуществлять более глубокую настройку роутера и проводить диагностику проблем, которые могут возникнуть при его работе.

Для подключения роутера по UART необходимо иметь специальный кабель, называемый UART-кабелем. UART-кабель обычно имеет два разъема – один для подключения к роутеру, а другой для подключения к компьютеру или другому устройству, которое будет использоваться для управления роутером.

Подключение роутера по UART выполняется путем подключения одного конца UART-кабеля к UART-порту на роутере и другого конца к COM-порту на компьютере. После подключения роутера по UART можно использовать специальную программу – терминал эмулятор, чтобы управлять роутером.

При работе с роутером по UART необходимо знать правильные настройки для подключения. Это включает в себя выбор скорости передачи данных (бит в секунду), количество бит данных, проверку на четность, количество стоп-битов и другие параметры. Обычно эти настройки указываются в руководстве по эксплуатации роутера.

Выводы, полученные через UART-порт на роутере, позволяют просматривать информацию о старте роутера, его настройках, а также об ошибках и предупреждениях, если они возникли. Это может быть полезно при настройке роутера, решении проблем с соединением или отслеживании состояния сети.

Подключение роутера по UART дает возможность эффективно управлять и настраивать роутер, предоставляя полный контроль над его работой.

Необходимые материалы и инструменты для подключения роутера

Для успешного подключения роутера по UART вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Роутер с UART-портом. Убедитесь, что ваш роутер имеет встроенный UART-порт или вы можете подключить его с помощью переходника.
• USB-UART переходник. Для соединения компьютера и роутера по UART необходимо использовать USB-UART переходник. Убедитесь, что у вас есть такой переходник и его драйверы установлены на вашем компьютере.
• USB-кабель. Вам потребуется USB-кабель для подключения USB-UART переходника к компьютеру.
• Компьютер. Чтобы подключить роутер по UART, вам нужен компьютер, на котором установлены необходимые программы и драйверы.
• Утилита для работы с UART. Для взаимодействия с роутером по UART вам потребуется специальная утилита, которая позволит отправлять команды и получать ответы от роутера. Убедитесь, что эта утилита установлена на вашем компьютере.

При подготовке к подключению роутера по UART убедитесь, что вы имеете все необходимые материалы и инструменты, чтобы избежать проблем в процессе работы.

Подготовка роутера и устройства для подключения

Прежде чем подключить роутер по UART, необходимо выполнить несколько подготовительных шагов:

1. Проверка совместимости

Убедитесь, что ваш роутер поддерживает подключение по UART. Обычно это указывается в технических характеристиках роутера или в его руководстве пользователя. Если вы не уверены, стоит обратиться к производителю или изучить доступные ресурсы онлайн.

2. Получение необходимого оборудования

Для подключения роутера по UART вам понадобятся:

• ПК или ноутбук с доступным последовательным портом (COM портом) или USB-портом;
• UART-USB адаптер или UART-программатор;
• Переходник или кабель нужного типа для подключения адаптера или программатора к последовательному или USB-порту.

3. Скачивание необходимого программного обеспечения

Перед подключением роутера по UART, убедитесь, что у вас есть необходимое программное обеспечение. Обычно это:

терминальная программа (например, PuTTY, Tera Term или HyperTerminal), которая позволяет установить соединение с роутером через UART, а также прошивка для роутера, которую вы собираетесь загрузить или изменить.

4. Подготовка роутера

Перед подключением роутера по UART, убедитесь, что он выключен и подключите UART-адаптер или программатор к его соответствующему порту (последовательному или USB-порту) с помощью переходника или кабеля. Убедитесь, что все соединения надежны и без повреждений.

5. Подключение устройства к ПК

Подключите другой конец UART-адаптера или программатора к вашему ПК или ноутбуку. Если вы используете последовательный порт, подключите адаптер к COM-порту с помощью переходника, если необходимо. Если вы используете USB-порт, убедитесь, что адаптер правильно распознан и установленны соответствующие драйверы.

Теперь ваш роутер и устройство готовы для подключения по UART, и вы можете приступать к настройкам и взаимодействию с роутером через терминальную программу.

Содержание

• Назначение и принцип работы,
• Реализация в Ардуино,
• Примеры использования,
• Вывод,
• FAQ.

Назначение и принцип работы

Обязательно к прочтению: Интерфейс передачи данных I2C

В данной статье чуть подробнее разберем первый интерфейс из нашего списка — UART. Первый он и по другим параметрам: самый простой, понятный и распространенный. С него начинается знакомство начинающего DIY-мастера на тему “межмашинного” общения, даже если бы он выбрал другую последовательность. Все потому, что подключение Ардуино к компьютеру для прошивки программы осуществляется именно через него, родимого — UART. Благодаря специальному встроенному адаптеру он превращается на выходе с платы в более понятный для ПК порт USB. Через него на компьютер посылаются информационные и диагностические сообщения, а также принимаются команды и прочая полезная информация. Таким образом интерфейс этот будет преследовать нас везде и всегда, что, впрочем, и не так уж плохо.

Итак, UART — Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, что в переводе звучит как Универсальный Асинхронный Приемо-Передатчик. Насчет “универсальный” понятно, он широко распространен в электронном мире, его в разных видах используют и большие и малые компьютеры, контроллеры, датчики, средства коммуникации и прочие электронные устройства. Слово “асинхронный” означает то, что прием и передача отдельных битов не выравниваются так называемыми синхроимпульсами, что и хорошо, и плохо одновременно. Единица отличается от нуля исключительно по времени между перепадами уровней сигнала, которое заранее задается скоростью передачи. Для полноты картины следует сказать, что в природе существует версия UART в синхронизацией сигналов — USART, где буква S обозначает Synchronous, но здесь мы ее изучать пока не будем. Чем хороша асинхронная передача данных? Простотой протокола, минимумом проводов и занятых в процессе аппаратных средств, возможность полного дуплекса (одновременной передачи данных в обоих направлениях). В чем ее недостаток? Меньшая помехозащищенность и, как следствие, максимальная скорость и расстояние при тех же остальных условиях. Однако, для 99,5% наших задач скорости и устойчивости асинхронного варианта хватит с большим запасом.

С “хардовой” стороны UART использует два пина контроллера — RX и TX, где первые буквы обозначают, соответственно, Receiver и Transmitter. Что означают вторые Иксы, не спрашивайте, никто точно не знает, но все пишут именно так и нам советуют. Логично, что для связи двух устройств понадобятся два провода, причем соединять их следует крест-накрест RX первого в TX второго и наоборот. Куда один передает, там другой принимает.

Когда я говорил про служебные сигналы, имелись в виду предусмотренные протоколом дополнительные меры борьбы с ошибками, которые вызываются помехами в проводах и контактах. Да, мир несовершенен и помехи случаются, причем чем тоньше и длиннее провода, тем чаще и сильнее. Если добавить в протокол так называемый бит четности, он будет передаваться в цепочке данных, сразу за последним битом информационного байта и перед стоповым битом.

Скорость передачи измеряется в “бодах”, то есть в битах в секунду округленно до сотни. Очень желательно выбирать из заранее кем-то сформулированных стандартных значений:

Реализация в Arduino

Примеры использования

void setup() {

  Serial.begin(9600);       // запускаем порт
}

void loop() {
  Serial.print("timer: ");  // пишем слово timer:
  Serial.print(millis());   // выводим кол-во миллисекунд с начала запуска программы
  Serial.println("ms");     // подписываем их ms, переводим строку на новую
  delay(1000);              // задержка 1 сек
}

После чего запускаем встроенный в среду Ардуино монитор порта при помощи кнопки с лупой в верхнем правом углу окна:

И смотрим какие строки там побежали:

Заливаем программу:

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {         // если пришла команда
    char incom = Serial.read();         // считываем, опознаем, реагируем
    if (incom == '1') {
      digitalWrite(13, HIGH);
    } else if (incom == '0') {
      digitalWrite(13, LOW);
    }
  }
}

Заливаем в обе:

#define LED_1   4   // светодиод 1
#define LED_2   5   // светодиод 2
#define BUT_1   2   // кнопка 1
#define BUT_2   3   // кнопка 2

byte but[2];  // переменные для отслеживания кнопок

void setup() {
  // инициализируем пины, запускаем сирал порт
  pinMode(LED_1, OUTPUT);
  pinMode(LED_2, OUTPUT);
  pinMode(BUT_1, INPUT);
  pinMode(BUT_2, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (get_but()) {            // с кнопками что-то было
    Serial.write(but[1]);   // отправляем в порт новое состояние кнопок
  }
  if (Serial.available() > 0) {         // если пришли данные от соседних кнопок
    byte incom = Serial.read();         // считываем эти данные
    digitalWrite(LED_1, !(incom / 2));  // зажигаем или гасим светодиод 1
    digitalWrite(LED_2, !(incom % 2));  // зажигаем или гасим светодиод 2
  }
}

byte get_but() {
  static unsigned long timer;
  if (timer + 50 > millis()) return 0; // опрос каждые 50мс (антидребезг)
  timer = millis();
  but[0] = but[1];
  but[1] = digitalRead(BUT_1) + digitalRead(BUT_2) * 10; // данные с обеих кнопок в одну переменную (единицы и десятки)
  if (but[0] != but[1]) return 1;      // если есть изменение, сигнализируем единицей
  return 0;                            // если нет, возвращаем 0
}

Нажимаем кнопки, видим, что все работает так, как задумано. Байты с командами бегают туда-обратно, причем в любой последовательности, в т.ч. одновременно.

Разумеется, это самый примитивный способ передачи данных, хоть и вполне рабочий. Полностью отсутствует проверка на ошибки и контроль исполнения, но это легко исправить, добавив в протокол контрольную сумму и обратную связь в виде подтверждения приема. Нет предела совершенству, все зависит лишь от требований и количества времени, затраченных на программу.

Вывод

UART бесспорно и заслуженно самый известный и широко применяемый интерфейс передачи данных. С его помощью к Ардуино подключаются датчики, исполнительные устройства, индикаторы и дисплеи, GPS и GPRS-модули. Через него осуществляется заливка программы в Ардуино и ее отладка. С его помощью можно легко и быстро организовать обмен команд и информацией с другим контроллером. Однако, у него есть и недостатки, например ограничение по скорости, относительно невысокая помехозащищенность, требование к точности тактовой частоты у передающей и принимающей платы, что особенно критично для контроллеров, работающих от внутреннего RC-генератора. Тем не менее он остается очень важным инструментом с огромными возможностями. Знать этот интерфейс и уметь им пользоваться должен любой DIY-мастер без исключения.

FAQ

Transmitting and receiving serial data

Edit

History

Edit

Special transceiver conditions

Edit

UART models

Edit

UART in modems

Edit

Emulation

Edit

See also

Edit

References

Edit

Further reading

Edit

External links

Edit