AVR学习笔记5、异步串行通信(USART)实验.rar_avr学习笔记

在电子工程领域，AVR单片机是一种广泛应用的微控制器，尤其在嵌入式系统设计中。本篇学习笔记将重点讲解AVR单片机中的异步串行通信（USART，Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）实验，这对于理解和掌握AVR单片机的通信功能至关重要。 一、异步串行通信基础 异步串行通信是通信协议的一种，数据以一位接一位的方式传输，每组数据前面有一个起始位，后面跟着一个或多个停止位，中间是数据位。这种通信方式不需要同步时钟，双方通过约定的波特率来协调数据传输，适用于距离较远或通信速率要求不高的情况。 二、AVR单片机的USART模块 AVR单片机内置的USART模块提供了灵活的串行通信功能，支持全双工的异步串行通信。它包含了发送和接收寄存器、波特率发生器、帧错误检测等功能，使得开发者能够方便地实现UART（通用异步收发传输器）协议。 三、USART配置 1. 波特率设置：USART的波特率由F_CPU（CPU时钟频率）和UBRR（波特率倍增寄存器）值决定。根据公式：`波特率 = F_CPU / (16 + 2 * UBRR)`，选择合适的UBRR值以达到所需的波特率。 2. 数据格式：设置数据位数（通常为8位）、奇偶校验位（可选）和停止位数（1或2位）。 3. 启用USART：通过设置控制寄存器使能发送和接收功能。 四、USART编程 在AVR C语言编程中，主要涉及以下函数： - `void usart_init(uint16_t ubrr)`: 初始化USART，设置波特率。 - `void usart_putchar(char data)`: 发送一个字符。 - `char usart_getchar(void)`: 接收一个字符。 - `int usart_kbhit(void)`: 检测是否有字符待接收。 五、USART实验 在实际的AVR学习过程中，可以通过实验验证USART的功能。例如，可以设置两个AVR单片机进行点对点通信，一个作为发送端，另一个作为接收端。发送端发送特定字符序列，接收端接收到数据后进行显示或处理。实验步骤包括硬件连接、代码编写、编译烧录和结果验证。 六、应用示例 USART广泛应用于传感器数据采集、远程控制、调试工具等场景。例如，通过USART连接到PC的串口调试助手，可以实时查看和发送单片机的运行状态，便于开发和调试。 理解并掌握AVR单片机的USART通信对于进行嵌入式系统开发是十分重要的。通过理论学习和实践操作，可以更好地利用这一功能强大的通信接口，实现各种创新的项目。在学习过程中，逐步深入理解USART的工作原理、配置方法以及编程技巧，将有助于提升你在AVR单片机领域的技能。