ATmega16单片机UART串口通讯详解

"ATmega16通用串行接口UART——串口通讯综合设计" 在嵌入式系统和微控制器应用中，串行通讯是一种常见的数据传输方式，尤其在ATmega16这样的微控制器中，它的通用串行接口UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）提供了高效且灵活的通信能力。UART是一个全双工接口，意味着它既能同时接收数据也能发送数据，这对于设备间的双向通信至关重要。 UART的主要特性包括： 1. **波特率发生器**：UART允许生成多种波特率，可以根据需要设置不同的数据传输速度，适应不同速率的通信需求。 2. **高波特率**：即便在较低的XTAL晶振频率下，UART也能维持较高的波特率，这使得它在资源有限的环境下依然能保持良好的通讯性能。 3. **数据宽度**：支持8位或9位数据传输，增加了数据的灵活性，9位模式可以用于实现简单的握手协议或者增加一个奇偶校验位。 4. **噪声滤波**：UART内置的噪声滤波功能可以提高在嘈杂环境中的数据传输可靠性。 5. **错误检测**：UART提供了超越误差检测和帧错误检测，确保数据在传输过程中的准确性。 6. **错误检测机制**：包括对起始位错误的检测，能及时发现并处理通信过程中的错误，提高系统的稳定性。 7. **中断功能**：具备三个独立的中断源，分别是发送完成中断、发送数据寄存器为空中断和接收完成中断，这些中断使得开发者能实时响应通讯状态变化，优化系统响应。 串行通讯的特点在于使用较少的线路实现双向通信，成本较低但传输速度相对较慢。早期，串口常用于连接鼠标、外置Modem等设备，随着技术发展，虽然部分现代设备开始减少或取消串口接口，但在工控、测量、通信设备等领域，串口仍然占据重要地位。 根据接口的电气标准，串口可以分为TTL电平、RS232和RS485等： - **TTL电平**：直接由单片机引出，适用于短距离、单片机之间的通信。 - **RS232**：通过MAX232等电平转换芯片，使得单片机与计算机等设备能直接连接，传输距离有限，速度较慢。 - **RS485**：支持点对多通信，适用于工业现场控制，传输距离远，速率较高，需要MAX485等芯片进行电平转换。 在实际应用中，UART串口广泛应用于传感器采集装置、GPS信号处理、多单片机通信系统、门禁系统数据传输、机器人控制等场景，尤其是在需要低速数据传输的工程应用中尤为常见。通过理解和熟练掌握UART的工作原理和编程，开发者能够构建可靠且高效的串行通讯系统。