UART通信配置详解与应用

本文主要介绍了USART通信的配置方法以及串行通信的基本概念，包括异步通信与同步通信的区别，错误校验机制，传输速率与传输距离的关系，以及串行通信接口标准中的RS-232C接口。 一、USART通信配置 在配置USART通信时，首先需要对控制寄存器UCSRB和UCSRA进行清零，然后设置UCSRC寄存器以选择异步通信模式，关闭校验，并设定为1位停止位和8位数据位。接着，计算并设置适当的波特率，这通常涉及到系统主时钟频率MCLK和期望的波特率 baud。UBRRL和UBRRH寄存器分别用来存储低8位和高8位的波特率值。最后，通过设置UCSRB寄存器的TXEN、RXEN和RXCIE位来启用发送、接收功能，并开启接收中断。此外，还需确保配置相应的端口方向寄存器，如DDRD，将TX端口设置为输出。 二、串行通信基本概念 1、异步通信与同步通信 异步通信允许发送和接收设备使用各自独立的时钟，但要求两者的时钟尽量保持一致，以确保数据的正确传输。数据格式通常包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位，这种通信方式实现简单，但效率较低。同步通信则要求发送和接收设备完全同步，数据位间的距离恒定，传输效率高，但需要更复杂的同步机制。 2、错误校验 - 奇偶校验：在数据后添加一个校验位，使得数据位和校验位的1的个数为奇数或偶数，接收端通过校验位来检测传输错误。 - 循环冗余校验（CRC）：使用特定算法计算校验码，具有较强的纠错能力，常用于高速同步通信。 3、传输速率与传输距离 传输速率（比特率）是每秒传输的位数，例如，如果每秒发送240个字符，每个字符含10位，比特率为2400bps。传输距离受到速率和线路电气特性的影响，如非平衡屏蔽双绞线，在高速传输时，最大传输距离会显著缩短。 4、串行通信接口标准 RS-232C是广泛应用的串行通信接口标准，由EIA制定，它定义了接口的信号电平、信号线排列、传输速率等参数，常用于设备间的短距离通信。 总结，配置USART通信涉及寄存器设置、波特率计算和端口配置，而串行通信则包括多种通信模式、错误检测方法和传输速率与距离的考虑。了解这些基础知识对于理解和实现USART通信至关重要。