USART(通用同步/异步收发传输器)是微控制器中用于串行通信的一个非常常用的接口。它支持多种通信模式,包括异步通信、同步通信、单线通信等。本文将全面解析USART的不同模式及其通信奥秘。
1. USART简介
USART是微控制器中用于串行通信的一个接口,它既可以用于异步通信,也可以用于同步通信。USART支持多种通信协议,如UART、SPI、I2C等。
2. USART异步通信模式
异步通信模式是USART最常用的通信模式,也称为UART(通用异步收发传输器)。在这种模式下,数据以字符为单位进行传输,每个字符由起始位、数据位、停止位和可选的奇偶校验位组成。
2.1 异步通信模式的工作原理
- 起始位:发送方发送一个低电平的起始位,表示一个字符的开始。
- 数据位:发送方发送数据位,通常为8位。
- 停止位:发送方发送一个高电平的停止位,表示一个字符的结束。
- 奇偶校验位:可选,用于校验数据。
2.2 异步通信模式的配置
异步通信模式的配置主要包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。
- 波特率:指每秒钟传输的位数,是异步通信中的关键参数。
- 数据位:指数据位的数量,通常是8位。
- 停止位:指停止位的数量,通常是1位。
- 奇偶校验位:可选,用于校验数据。
3. USART同步通信模式
同步通信模式是指发送方和接收方使用同一个时钟信号进行通信。在USART中,同步通信模式通常使用SPI或I2C协议。
3.1 同步通信模式的工作原理
- 时钟信号:发送方和接收方使用同一个时钟信号进行同步。
- 数据传输:发送方在时钟信号的上升沿发送数据,接收方在时钟信号的下降沿接收数据。
3.2 同步通信模式的配置
同步通信模式的配置主要包括时钟频率、数据位、时钟极性和时钟相位。
- 时钟频率:指时钟信号的频率。
- 数据位:指数据位的数量,通常是8位。
- 时钟极性:指时钟信号的极性,可以是高电平有效或低电平有效。
- 时钟相位:指数据传输与时钟信号的关系,可以是上升沿或下降沿。
4. USART单线通信模式
单线通信模式是指使用一根线进行数据传输和时钟信号的双向通信。在USART中,单线通信模式通常使用UART协议。
4.1 单线通信模式的工作原理
- 数据传输:发送方和接收方通过一根线进行数据传输,同时该线也用于时钟信号。
- 时钟信号:发送方和接收方通过改变线的状态来产生时钟信号。
4.2 单线通信模式的配置
单线通信模式的配置主要包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。
- 波特率:指每秒钟传输的位数,是单线通信中的关键参数。
- 数据位:指数据位的数量,通常是8位。
- 停止位:指停止位的数量,通常是1位。
- 奇偶校验位:可选,用于校验数据。
5. 总结
USART支持多种通信模式,包括异步通信、同步通信和单线通信。每种通信模式都有其独特的特点和应用场景。通过了解USART的不同模式及其通信奥秘,我们可以更好地选择合适的通信模式,以满足实际应用的需求。