Лекция: Универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик (USART)

Для передачи данных по последовательному каналу микроконтроллер ATmega8515 оснащен полнодуплексным универсальным приемопередатчиком (USART). Генератор обеспечивает любую скорость передачи информации в бодах.

Характеристики USART:

– Высокая скорость передачи при низкой частоте XTAL.

– 5– 9-разрядный форматы данных.

– Фильтрация шума.

– Обнаружение переполнения.

– Обнаружение ошибок формирования кадров.

Три отдельных прерывания:

– по завершению передачи (TX Complete),

– по пустому регистру передаваемых данных (TX Data Register Empty),

– по завершению приема (RX Complete).

Выводы МК, используемые USART:

1) PD0 (RxD) – вход USART,

2) PD1 (TxD) – выход USART,

3) PD4 (XCK) – вход-выход внешнего тактового сигнала USART.

В состав модуля USART входят три основные блока:

– тактирования,

– передатчика,

– приемника.

Рис. 23. Структура модуля USART

Блок тактирования USART включает: а) схему синхронизации, используемую для работы в синхронном режиме, б) контроллер скорости передачи.

Блок передатчика USART включает: а) одноуровневый буфер, б) сдвиговый регистр, в) схему управления.

Блок приемника USART включает: а) схемы восстановления тактового сигнала и данных, б) схему контроля четности, в) сдвиговый регистр, г) схему управления.

Буферные регистры приемника и передатчика располагаются по одному адресу пространства ввода-вывода ($0C ($2C)) и обозначаются как UDR. В этом регистре хранятся 8 младших разрядов принимаемых и передаваемых данных. При чтении выполняется обращение к буферному регистру UDR приемника, а при записи – к буферному регистру передатчика.

В модулях USART буфер приемника является двухуровневым (FIFO – буфер), изменение состояния которого происходит при любом обращении к регистру UDR.

Регистр данных USART — UDR — (USART I/O Data Register)

Таблица 18. Формат регистра UDR

Биты

$0C ($2C)

MSB

LSB

UDR

Чтение/Запись

R/W

Начальное состояние

В состав USARTходят регистры управления и состояния модуля USART: