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9-1 、 ATMEGA16 单片机串行通信概述

任务 9. 9-1 、 ATMEGA16 单片机串行通信概述. 任务内容. 一、 串行接口简介 二、 ATmega16 的（ USART ）简介 三、 USART 寄存器说明 四 、 USART 使用说明. 一、 串行接口简介. 1 、串口 串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括 RS-232-C 、 RS-422 、 RS485 、 USB 等。 RS-232-C ：也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口 ，它的全名是“数据终端设备（ DTE ）和数据通讯设备（ DCE ）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。.

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9-1 、 ATMEGA16 单片机串行通信概述

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Presentation Transcript

  1. 任务9 9-1、ATMEGA16单片机串行通信概述

  2. 任务内容 一、串行接口简介 二、ATmega16的（USART）简介 三、USART寄存器说明 四 、USART使用说明

  3. 一、串行接口简介 1、串口 串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C：也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口 ，它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。

  4. RS-232-C串口通信接线方法（三线制）： 串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连；两个不同串口相连时两个不同串口连线如表 串口连接只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼些交叉，信号地对应相接。

  5. 2、单工、半双工和全双工 如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。 如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。 如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。

  6. 3、奇偶校验 由于信道中存在干扰，可能使位“0”变为“1”，这种情况，我们称为出现了“误码”。我们把如何发现传输中的错误，叫“检错”。发现错误后，如何消除错误，叫“纠错”。 最简单的检错方法是“奇偶校验”，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。

  7. 4、波特率 在电子通信领域，波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对符号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位，1波特每秒即指每秒传输1个符号。为了在彼此之间通讯，两台计算机的串口必须使用相同的波特率进行操作。

  8. 二、ATmega16的（USART）简介 1 USART概述 通用同步和异步串行接收器和转发器（USART）是一个高度灵活的串行通讯设备。 全双工操作（独立的串行接收和发送寄存器） 异步或同步操作；主机或从机提供时钟的同步操作；高精度的波特率发生器；支持5、6、7、8或9个数据位和1个或2个停止位；硬件支持的奇偶校验操作；三个独立的中断：发送结束中断, 发送数据寄存器空中断，以及接收结束中断；多处理器通讯模式；倍速异步通讯模式

  9. 2 时钟产生器 时钟产生逻辑为发送器和接收器产生基础时钟。支持4种模式的时钟：正常的异步模式、倍速的异步模式、主机同步模式以及从机同步模式。 USART的波特率寄存器UBRR和降序计数器相连接，一起构成可编程的预分频器或波特率发生器。降序计数器对系统时钟计数，当计数到零时产生一个时钟，该时钟作为波特率发生器的输出时钟，输出时钟频率 。

  10. 3 帧格式 串行数据帧由数据字加上同步位(开始位与停止位)以及用于纠错的奇偶校验位构成。USART接受30种组合的数据帧格式，当一个完整的数据帧传输后，可以立即传输下一个新的数据帧，或使传输线处于空闲状态。图所示为可能的数据帧结构组合。括号中的位是可选的。

  11. 三、USART寄存器说明 （1）USARTI/O数据寄存器－UDR 将数据写入UDR时实际操作的是发送数据缓冲器存器（TXB），读UDR时实际返回的是接收数据缓冲寄存器（RXB）的内容。

  12. （2）USART控制和状态寄存器A－UCSRA • Bit7－RXC：USART接收结束 接收缓冲器中有未读出的数据时RXC置位，否则清零。接收器禁止时，接收缓冲器被刷新，导致RXC清零。RXC标志可用来产生接收结束中断（见对RXCIE位的描述）。

  13. Bit6－TXC：USART发送结束 发送移位缓冲器中的数据被送出，且当发送缓冲器（UDR）为空时TXC置位。TXC标志可用来产生发送结束中断（见对TXCIE位的描述）。 Bit5－UDRE：USART数据寄存器空 UDRE标志指出发送缓冲器（UDR）是否准备好接收新数据。UDRE为1说明缓冲器为空，已准备好进行数据接收。UDRE标志可用来产生数据寄存器空中断（见对UDRIE位的描述）。

  14. Bit1－U2X：倍速发送 这一位仅对异步操作有影响。使用同步操作时将此位清零。 此位置1可将波特率分频因子从16降到8，从而有效的将异步通信模式的传输速率加倍。 • （3）USART控制和状态寄存器B－UCSRB

  15. Bit7－RXCIE：接收结束中断使能 置位后使能RXC中断。当RXCIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的RXC亦为1时可以产生USART接收结束中断。 Bit6－TXCIE：发送结束中断使能 置位后使能TXC中断。当TXCIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的TXC亦为1时可以产生USART发送结束中断。 Bit5－UDRIE：USART数据寄存器空中断使能 置位后使能UDRE中断。当UDRIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的UDRE亦为1时可以产生USART数据寄存器空中断。

  16. Bit4－RXEN：接收使能 置位后将启动USART接收器。RxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。禁止接收器将刷新接收缓冲器，并使FE、DOR及PE标志无效。 Bit3－TXEN：发送使能 置位后将启动将启动USART发送器。TxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。 TXEN清零后，只有等到所有的数据发送完成后发送器才能够真正禁止，即发送移位寄存器与发送缓冲寄存器中没有要传送的数据。发送器禁止后，TxD引脚恢复其通用I/O功能。

  17. Bit2－UCSZ2：字符长度 UCSZ2与UCSRC寄存器的UCSZ1：0结合在一起可以设置数据帧所包含的数据位数（字符长度）。 Bit1－RXB8：接收数据位8 对9位串行帧进行操作时，RXB8是第9个数据位。读取UDR包含的低位数据之前首先要读取RXB8。 Bit0－TXB8：发送数据位8 对9位串行帧进行操作时，TXB8是第9个数据位。写UDR之前首先要对它进行写操作。

  18. （4）USART控制和状态寄存器C－UCSRC Bit7－URSEL：寄存器选择访问UCSRC寄存器或UBRRH寄存器。当读UCSRC时，该位为1；当写UCSRC时，URSEL必须为1。 Bit6－UMSEL：USART模式选择 通过这一位来选择同步或异步工作模式。

  19. Bit2：1－UCSZ1：0：字符长度 UCSZ1：0与UCSRB寄存器的UCSZ2结合在一起可以设置数据帧包含的数据位数（字符长度）。

  20. （5）USART波特率寄存器－UBRRL和UBRRH Bit15－URSEL：寄存器选择 通过该位选择访问UCSRC寄存器或UBRRH寄存器。当读UBRRH时，该位为0；当写UBRRH时，URSEL为0。 • Bit11：0－UBRR11：0：USART波特率寄存器USART 的波特率信息。其中UBRRH 包含了USART 波特率高4 位，UBRRL 包含了低8 位。

  21. 对标准晶振及谐振器频率来说，异步模式下最常用的波特率可通过表5-9中UBRR 的设置来产生。表中的粗体数据表示由此产生的波特率与目标波特率的偏差不超过0.5%。

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