Beschreibung(en):

Als serielle Schnittstelle bezeichnet man einen Anschluß zur Datenübertragung an elektronischen Bausteinen, bei der die Datenübertragung seriell erfolgt. Das bedeutet, dass jedes zu übertragende Bit einzeln auf die Reise geschickt wird. Damit diese Art der Datenübertragung sicher funktioniert, werden mehrere Bits zu einem Paket geschnürt, das mit einem Kontrollcode versehen wird, so dass der Empfänger feststellen kann, ob der Paketinhalt korrekt angekommen ist.
Erkennt der Empfänger einen fehlerhaften Paketinhalt, fordert er eine erneute Übertragung des Paketes an.

Vorteil dieser Übertragungsart ist, dass eine serielle Schnittstelle mit nur 2 Leitungen auskommt, wobei auf einer Leitung nur gesendet und auf der anderen Leitung nur empfangen wird.
Die Sendeleitung wird mit "TX" (englisch: transmit = senden), die Empfangsleitung mit "RX" (englisch: receive = empfangen) bezeichnet.

Sieht man sich eine solche Schnittstelle als Zeichnung an, wird klar, dass der Anschlüsse TX der einen Baugruppe NICHT mit dem Anschluss TX der anderen Baugruppe verbunden werden darf, da dann zwei Sender gegeneinander arbeiten würden.

RICHTIG ist es, wenn die Leitungen "RX/TX" gekreuzt werden und somit dann der TX-Ausgang einer Baugruppe mit dem RX-Eingang der anderen Baugruppe verbunden ist.

Wenn aber letztendlich die Datenübertragung wirklich funktionieren soll, ist es noch zwingend erforderlich, dass beide Baugruppen die Pakete mit den Bits in derselben Geschwindigkeit auf die Reise schicken bzw. empfangsbereit dafür sind. Diese Geschwindigkeit nennt man "Baudrate" oder auch kurz einfach "Baud".
Die Übertragungsgeschwindigkeit wird in der Regel schon durch die verwendete Software bei den Baugruppen angepasst, auf die die Software Zugriff hat. Das sind beim TonUINO der DF-Player und der RFID-Reader.
Werden nun aber Geräte miteinander verbunden (z. B. TonUINO mit einem PC), die nicht gemeinsam über eine Software gesteuert werden, muss die Geschwindigkeit für eines der Geräte manuell angepasst und eingestellt werden. Bei unserem TonUINO Projekt erfolgt die Geschwindigkeitseinstellung immer an der Schnittstelle des PCs.

Schnittstellensteuerung

Dies ist keine vollständige technische Beschreibung einer seriellen Schnittstelle, sondern gibt nur mit einfachen Worten einen Einblick in das, was passiert:
  1. Daten werden vom Sender gesammelt und nach festgelegten Regeln in ein Paket verpackt
  2. Der Sender schickt das Datenpaket über die TX-Leitung ab
  3. Am anderen Ende nimmt der Empfänger das Datenpaket über den RX-Anschluss entgegen.
  4. nach Überprüfung entpackt der Empfänger das Datenpaket nach den gleichen festgelegten Regeln und stellt den Inhalt zur weiteren Verabeitung bereit.
Sender und Empfänger haben also einiges zu tun. Diese Aufgaben werden auf 2 unterschiedliche Arten erledigt:
  1. HardwareSerial
    Wenn lektronische Funktionseinheiten die Aufgaben eines Senders oder Empfängers vollkommen eigenständig erledigen können, spricht man von Hardware-gesteuerten Schnittstellenbausteinen.
  2. SoftwareSerial
    Es gibt Bausteine, die zwar die elektrische Anpassung an die Übertragungsleitung übernehmen, das Packen und Entpacken der Datenpakete jedoch nicht ohne Unterstützung und Aufsicht eines Mikrocontrollers mit geeigneten Programmteilen übernehmen können. Bei derartigen Bausteinen spricht man dann einer von Software gesteuerten Schnittstelle.
Für eine zuverlässig funktionierende Schnittstelle können beide Arten von Bausteinen, auch gemischt, eingesetzt werden. Wichtig ist nur, dass Sender und Empfänger nach den gleichen Regeln (Paketgröße, Kontrollalgorithmen und Übertragungsgeschwindigkeit) arbeiten.