UART ディスプレイのサプライヤーとして、私はさまざまな業界でこれらのデバイスに対する需要が高まっているのを目撃する機会に恵まれました。 UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) ディスプレイは多用途であり、産業用制御システムから家庭用電化製品に至るまでのアプリケーションで広く使用されています。ユーザーがよく取り組む重要な側面の 1 つは、これらのディスプレイにさまざまな通信プロトコルを実装することです。このブログでは、これを達成するための洞察と実践的な手順を共有します。
UART ディスプレイについて
UART ディスプレイには UART インターフェイスが装備されており、これにより他のデバイス (通常はマイクロコントローラーやコンピューター) と通信できるようになります。 UART プロトコルは非同期です。つまり、送信機と受信機の間に共通のクロック信号が必要ありません。このシンプルさにより、UART は多くの低コストで複雑性の低いアプリケーションにとって人気のある選択肢となっています。
当社は、以下を含むさまざまな UART ディスプレイを提供しています。5インチUART画面、15インチUARTスクリーン、 そして18.5インチUARTディスプレイ。これらのディスプレイには、お客様の多様なニーズを満たすためにさまざまな機能と仕様が備わっています。
UART ディスプレイの一般的な通信プロトコル
ASCIIプロトコル
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) プロトコルは、UART ディスプレイ用の最も単純で最も広く使用されている通信プロトコルの 1 つです。このプロトコルでは、データは ASCII 文字として送信されます。各文字は一意の 7 ビット コードで表され、追加ビットをパリティ チェックに使用できます。
UART ディスプレイに ASCII プロトコルを実装するには、最初のステップは、ディスプレイと制御デバイスの両方で UART インターフェイスを構成することです。これには、ボー レート、データ ビット、ストップ ビット、パリティの設定が含まれます。たとえば、一般的な構成は 9600 ボー、8 データ ビット、1 ストップ ビット、パリティなし (9600、8、1、N) です。
UART インターフェイスが設定されると、制御デバイスは ASCII 文字をディスプレイに送信できるようになります。たとえば、画面に「Hello」というテキストを表示するには、制御デバイスは「H」、「e」、「l」、「l」、「o」の ASCII コードを 1 つずつ送信します。次に、ディスプレイはこれらの文字をデコードし、画面上に表示します。
Modbusプロトコル
Modbus は、産業オートメーションで一般的に使用されるシリアル通信プロトコルです。これにより、マスター デバイスがシリアル ネットワーク経由で複数のスレーブ デバイスと通信できるようになります。 Modbus を UART ディスプレイで使用する場合、ディスプレイはスレーブ デバイスとして機能します。
UART ディスプレイに Modbus プロトコルを実装するには、ディスプレイが Modbus RTU (リモート ターミナル ユニット) モードをサポートしている必要があります。最初のステップは、ディスプレイの Modbus アドレスを設定することです。これは、マスターデバイスが特定のディスプレイと通信できるようにする一意の識別子です。
次に、マスター デバイスは Modbus リクエストをディスプレイに送信します。これらのリクエストは、データの読み取りまたは書き込みを目的としたものです。たとえば、マスター デバイスは、ディスプレイに接続されているセンサーから現在の温度値を読み取るリクエストを送信する場合があります。ディスプレイはリクエストを受信して処理し、マスター デバイスに応答を送り返します。
カスタム - 構築されたプロトコル
場合によっては、UART ディスプレイ用にカスタム構築された通信プロトコルを実装する必要がある場合があります。これは、アプリケーションの特定の要件またはセキュリティの強化が原因である可能性があります。
カスタム プロトコルを作成するには、まずデータ パケットの構造を定義する必要があります。これには、開始および終了の区切り文字、データ フィールド、およびエラー チェック メカニズムが含まれます。たとえば、バイト 0xAA で始まり、その後にデータ フィールドが続き、チェックサム バイトで終わるパケットを定義できます。
プロトコルを定義したら、それを制御デバイスとディスプレイの両方に実装する必要があります。これには、プロトコル ルールに従ってデータ パケットを送受信するコードを記述することが含まれます。
UART ディスプレイに通信プロトコルを実装する手順
ステップ 1: ハードウェア接続
最初のステップは、UART ディスプレイを制御デバイスに接続することです。これには通常、UART インターフェイスの TX (送信) ピンと RX (受信) ピンの接続が含まれます。共通基準として両方のデバイスのグランド ピンを接続してください。
ステップ 2: UART インターフェイスを構成する
前述したように、ディスプレイと制御デバイスの両方で UART インターフェイスを設定する必要があります。これには、ボー レート、データ ビット、ストップ ビット、パリティの設定が含まれます。ボー レートはデータ送信の速度を決定します。正常に通信するには、ボー レートが両方のデバイスで同じである必要があります。
ステップ 3: プロトコル ロジックの実装
ハードウェアが接続され、UART インターフェイスが設定されたら、制御デバイスのソフトウェアにプロトコル ロジックを実装する必要があります。これには、選択したプロトコルのルールに従ってデータを送受信するためのコードを作成することが含まれます。
たとえば、ASCII プロトコルを使用している場合は、表示するデータを ASCII 文字に変換し、UART インターフェイス経由で送信するコードを作成する必要があります。 Modbus プロトコルを使用している場合は、Modbus リクエスト - レスポンス メカニズムを実装する必要があります。
ステップ 4: テストとデバッグ
プロトコル ロジックを実装した後、制御デバイスとディスプレイ間の通信をテストすることが重要です。シリアル ターミナル プログラムを使用してデータを送受信し、通信を監視できます。
問題がある場合は、コードとハードウェア接続をデバッグする必要があります。一般的な問題には、誤ったボー レート設定、接続の緩み、プロトコル実装のエラーなどがあります。
さまざまな通信プロトコルを実装する利点
UART ディスプレイにさまざまな通信プロトコルを実装すると、いくつかの利点が得られます。まず、ディスプレイがより幅広いデバイスと通信できるようになります。たとえば、Modbus をサポートするディスプレイは、既存の産業オートメーション ネットワークに簡単に統合できます。
第 2 に、プロトコルが異なれば提供されるセキュリティと信頼性のレベルも異なります。カスタム構築プロトコルはアプリケーションの特定のセキュリティ要件を満たすように設計できますが、Modbus などの確立されたプロトコルにはエラー チェック メカニズムが組み込まれています。
最後に、さまざまなプロトコルを実装できるため、UART ディスプレイの柔軟性が向上します。単純な家庭用電化製品から複雑な産業用制御システムまで、さまざまなアプリケーションで使用できます。
購入およびコラボレーションに関するお問い合わせ
当社の UART ディスプレイにご興味がある場合、または通信プロトコルの実装に関してさらなるサポートが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。当社には、詳細な技術サポートとアドバイスを提供できる専門家チームがいます。また、お客様の特定のニーズを満たすためにカスタマイズされたソリューションも提供します。会話を始めて、UART ディスプレイがプロジェクトをどのように強化できるかを探ってみましょう。
参考文献
- デイビス、M. (2018)。シリアル通信ハンドブック。ブランドン出版。
- ホール、R. (2019)。 Modbus プロトコル ガイド。産業用プレス。
- スミス、J. (2020)。 UARTの基礎。電子出版者。
