单片机原理与应用第11章通用同步异步收发器USART

单片机原理与应用第11章通用同步异步收发器usart目录USART概述USART的硬件结构USART的软件编程USART的实例应用01USART概述定义USART（UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter）是一种通用同步异步收发器，用于实现串行通信。特点USART具有通用性、同步和异步两种工作模式、可编程的数据格式、可编程的波特率等特点。USART的定义与特点在同步模式下，USART通过时钟信号进行数据传输，发送器和接收器使用相同的时钟源，数据在每个时钟脉冲的上升沿或下降沿被采样。在异步模式下，数据传输不依赖于时钟信号，发送器和接收器使用各自的时钟源，数据在每个起始位开始时被采样，并在停止位结束时结束。USART的工作原理异步模式同步模式

USART的应用场景微控制器之间的通信USART常用于微控制器之间的串行通信，实现数据交换和控制指令的传递。嵌入式系统通信在嵌入式系统中，USART可用于实现不同模块之间的通信，如传感器数据采集、控制信号传输等。计算机串行端口通信计算机的串行端口通常使用USART实现与外部设备的通信，如调制解调器、GPS接收器等。02USART的硬件结构123负责将单片机中的数据发送出去。功能包括数据缓冲寄存器、移位寄存器和脉冲分频器。组成当发送器接收到发送命令后，数据缓冲寄存器中的数据会依次移位输出，最终通过串口发送出去。工作原理发送器组成包括数据缓冲寄存器、移位寄存器和脉冲分频器。功能负责接收来自外部设备的数据。工作原理接收器接收到外部设备发送的数据后，会将其存储到数据缓冲寄存器中，并通过中断或查询的方式通知单片机进行处理。接收器用于产生波特率时钟信号，控制数据的传输速率。功能组成工作原理由定时器或石英晶体振荡器组成。根据所需的波特率，设置定时器的计数值，从而产生相应的波特率时钟信号。030201波特率发生器组成包括同步信号接收器和同步数据接收器。工作原理在同步模式下，外部设备会发送一个同步信号，单片机接收到该信号后，会等待同步信号结束，然后开始接收数据。功能实现单片机与外部设备之间的同步通信。同步模式03USART的软件编程03使能控制通过控制寄存器使能USART模块，使其能够进行数据发送和接收。01波特率设置根据通信协议和单片机时钟频率，计算并设置合适的波特率，以实现数据的正确传输。02数据位、停止位和奇偶校验位设置根据通信协议，设置数据位、停止位和奇偶校验位，以确保数据的正确性和可靠性。初始化设置数据缓冲区设置为发送数据开辟一个缓冲区，并将待发送的数据放入缓冲区。发送中断服务程序编写中断服务程序，在中断触发时将缓冲区的数据逐个发送出去。发送控制通过控制寄存器启动数据发送，并监控发送状态，确保数据发送完成。数据发送编写中断服务程序，在接收到数据时触发中断，并在中断服务程序中读取接收到的数据。接收中断服务程序通过控制寄存器启动数据接收，并监控接收状态，确保数据接收完成。接收控制对接收到的数据进行校验，以确保数据的正确性和可靠性。数据校验数据接收奇偶校验错误处理当接收到的数据奇偶校验不正确时，需要进行奇偶校验错误处理，如要求重发数据。帧错误处理当接收到的数据帧格式不正确时，需要进行帧错误处理，如丢弃数据并要求重发。溢出错误处理当接收或发送的数据超过缓冲区大小时，需要进行溢出错误处理，如重新发送或丢弃数据。错误处理04USART的实例应用USART模块通常具有TXD（发送数据）和RXD（接收数据）两个端口，用于与微控制器进行数据交换。硬件接口USART模块与微控制器之间的数据传输需要遵循一定的时序规则，以确保数据传输的正确性。时序配合当USART模块接收到数据或发送完数据时，会产生中断信号，微控制器需要编写相应的中断处理程序来处理接收或发送的数据。中断处理与微控制器的接口校验位在数据传输结束后，需要加入一个或多个停止位，以表示数据传输的结束。停止位波特率数据传输速率，即每秒传输的位数，需要根据实际需求进行配置。为了保证数据传输的正确性，通常需要在数据中加入校验位，如奇校验、偶校验等。数据传输协议初始化设置在使用USART模块进行串口通信之前，需要对USART模块进行初始化设置，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。数据发送通过TXD端口将数据发送出去，