ATmega16单片机异步串行通信（USART）实验解析

"异步串行通信实验基于AVR的USART单字节发送" 异步串行通信是嵌入式系统中常见的一种通信方式，它以一位一位的顺序传输数据，与并行通信相比，虽然速度相对较慢，但因其电路简单、占用资源少而被广泛使用。在本实验中，重点是利用ATmega16单片机的USART（通用同步/异步收发传输器）功能，实现向计算机发送一个字节的数据。 实验的核心在于理解并掌握单片机串口的工作原理和编程。ATmega16的USART提供了全双工的串行通信能力，支持异步UART模式，允许数据在发送和接收之间独立进行。该单片机通过TXD（PD1）引脚发送数据，通过RXD（PD0）引脚接收数据。串行通信协议的关键在于时钟同步，通常使用起始位、数据位、奇偶校验位和停止位来确保数据的正确传输。 在单片机系统中，实现串行通信需要配置相应的寄存器。例如，在ATmega16中，UDR（串行数据寄存器）扮演了关键角色。UDR实际上由两个独立的物理寄存器RXB和TXB组成，它们共享同一个I/O地址。向UDR写入数据意味着启动发送过程，而当接收数据时，数据会自动存储在RXB中。 RS-232通信接口是串行通信的典型应用，它定义了数据信号的电平标准和接口信号的时序，使得不同设备间能够可靠通信。然而，单片机内部的TTL电平与RS-232标准电平不兼容，因此需要通过电平转换电路，如MAX232，将TTL电平转换为RS-232兼容的电平。 实验中的外围电路包括RS232电平转换电路和DB9串行接口插座，这些组件确保了单片机与计算机之间的物理连接和电平匹配。软件部分则涉及编写针对ATmega16的USART协议，这通常包括设置波特率、数据格式（如数据位数、奇偶校验和停止位数）、以及中断处理等。 通过本实验，学习者将能够： 1. 了解单片机串口的基本功能，包括UART模式。 2. 理解单片机串行通信与RS-232接口的工作原理。 3. 掌握串行电平转换电路的设计，如使用MAX232芯片。 4. 学习编写单片机串口通信程序，包括初始化寄存器和数据发送。 实验的实施不仅涉及到硬件连接，更关键的是软件编程，这需要学习者具备一定的C语言基础和单片机编程经验，以便正确配置寄存器并编写出能够正确控制数据传输的代码。这个实验提供了一个实践性的平台，帮助学习者深入理解和应用异步串行通信技术。