21. Модуль USART

21.1. Отличительные особенности

• Полнодуплексная работа (отдельные регистры у приемника и передатчика)
• Асинхронная или синхронная работа
• Синхронная передача, тактируемая ведущим или подчиненным устройством
• Улучшенный генератор скорости
• Поддержка посылок с 5, 6, 7, 8 или 9 битами данных и 1 или 2 стоп-битами
• Генерация и проверка паритета (четность/нечетность) на аппаратном уровне
• Обнаружение ошибок переполнения данных и ошибок в посылке
• Фильтрация шума, в т.ч. обнаружение ложного старт-бита и цифровой фильтр низких частот
• Отдельные прерывания по завершению передачи, по опустошению регистра данных передатчика и по завершению приема
• Режим мультипроцессорной связи
• Режим асинхронной связи с удвоенной скоростью
• Режим ведущего SPI с синхронной передачей данных по трем линиям
  • Поддержка всех четырех режимов SPI (режим 0, 1, 2 и 3)
  • Настройка передачи первым младшего или старшего бита данных
  • Работа с очередями (двойная буферизация)
  • Высокоскоростная работа (f_XCK.MAX = f_PER/2)
• Модуль IRCOM для IrDA-совместимой модуляции/демодуляции

21.2. Обзор

Модуль универсального синхронно-асинхронного последовательного приемника и передатчика (USART) - чрезвычайно гибкий модуль последовательной связи. Модуль USART поддерживает полнодуплексную синхронную или асинхронную передачу данных. USART может быть переведен в режим ведущего SPI-совместимого интерфейса.

Передача выполняется посылками, формат которых задается пользователем. Это позволяет добиться совместимости с различными стандартами. Модуль USART буферизован в обоих направлениях, что позволяет добиться непрерывности передачи данных без каких-либо пауз между посылками. Предусмотрены отдельные векторы прерываний по завершению приема и по завершению передачи, что позволяет реализовать управление связью полностью по прерываниям. Ошибки в посылке и переполнение буфера обнаруживаются на аппаратном уровне, о чем сигнализируют отдельные флаги статуса. Также поддерживается генерация и проверка паритета (четность или нечетность).

Функциональная схема модуля USART показана на рисунке 21.1. Его основными компонентами являются генератор синхронизации, передатчик и приемник (выделены пунктирной линией).

Рисунок 21.1. Функциональная схема модуля USART

Логика генерации синхронизации содержит дробный генератор скорости, позволяющий генерировать множество скоростей. В неё также входит логика синхронизации, связанная с внешним входом синхронизации работающего в синхронном режиме подчиненного устройства.

Передатчик состоит из одного буфера записи (DATA), сдвигового регистра, генератора паритета и логики управления, предназначенные для обработки посылок различного формата. Буфер записи позволяет непрерывно передавать данные без каких-либо задержек между посылками.

Приемник состоит из двухуровневого буфера (DATA) и сдвигового регистра. Для гарантирования надежности синхронизации и подавления шума во время асинхронного приема данных предусмотрены блоки восстановления данных и синхронизации. Кроме того, в приемник входят блоки обнаружения ошибок в посылке, переполнения буфера и паритета.

После перевода модуля USART в режим ведущего SPI-совместимого устройства, вся специфическая логика интерфейса USART отключается, а в работе остаются лишь буферы приема и передачи, сдвиговые регистры и генератор скорости. Управление выводами и генерация прерываний остаются идентичными в обоих режимах работы. Использование регистров тоже остается прежним в обоих режимах, но их функциональность отличается при определенных настройках.

Совместно с одним из USART может работать модуль IRCOM, предназначенный для IrDA 1.4-совместимой модуляции и демодуляции импульсов на скорости до 115.2 кбит/сек. Более детально о его работе см. в разделе 22 "Модуль инфракрасной связи IRCOM".

---

---

Главная - Микросхемы - DOC - ЖКИ - Источники питания - Электромеханика - Интерфейсы - Программы - Применения - Статьи