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通信接口与协议
在嵌入式系统设计中，通信接口与协议是实现设备间数据交换的关键部分。本节将详细介绍几种常见的通信接口和协议，包括UART、SPI、I2C和CAN，以及它们在PIC24系列单片机中的实现方法。
1.UART（通用异步收发传输器）
UART是一种常用的串行通信接口，用于实现两个设备之间的异步数据传输。它通过发送和接收数据线来传输数据，通常使用RS-232、RS-485等标准进行物理层的定义。
1.1UART工作原理
UART通过以下步骤实现数据传输：
数据帧结构：UART数据帧通常由起始位、数据位、奇偶校验位（可选）和停止位组成。
波特率：波特率定义了数据传输的速度，发送方和接收方必须设置相同的波特率。
数据传输：数据以位的形式逐位传输，起始位表示数据帧的开始，停止位表示数据帧的结束。
1.2PIC24系列中的UART实现
PIC24系列单片机集成了多个UART模块，可以方便地进行串行通信。以下是一个简单的UART初始化和数据传输的示例。
1.2.1UART初始化
#includexc.h
#includelibpic30.h
#includestdio.h
//定义波特率
#defineBAUD_RATE9600
voidinitUART(void){
//配置UART模块
U1MODE=0;//重置UART模块
U1STA=0;//重置UART状态寄存器
//设置波特率
U1BRG=(int)(FPBDIV/(16*BAUD_RATE))-1;
//配置UART模式
U1MODEbits.BRGH=0;//低速模式
U1MODEbits.PDSEL=0;//无奇偶校验，8位数据
U1MODEbits.STSEL=0;//1位停止位
//使能UART模块
U1MODEbits.ON=1;
//使能UART中断
U1STAbits.UTXISEL0=0;//中断在发送缓冲器为空时触发
U1STAbits.UTXISEL1=0;
U1STAbits.URXISEL=0;//中断在接收到新数据时触发
//使能发送和接收
U1STAbits.UTXEN=1;
U1STAbits.URXEN=1;
}
//发送一个字符
voidsendUART(chardata){
while(!U1STAbits.TRMT);//等待发送缓冲器为空
U1TXREG=data;//发送数据
}
//接收一个字符
charreceiveUART(void){
while(!U1STAbits.URXDA);//等待接收到数据
returnU1RXREG;//返回接收到的数据
}
//主函数
intmain(void){
//初始化系统时钟
SYSTEMConfigPerformance;
//初始化UART
initUART();
//发送测试字符串
sendUART(H);
sendUART(e);
sendUART(l);
sendUART(l);
sendUART(o);
//接收数据并回显
charreceivedData;
while(1){
receivedData=receiveUART();
sendUART(receivedData);
}
return0;
}
1.3代码解释
初始化系统时钟：SYSTEMConfigPerformance配置系统时钟为30MHz。
初始化UART：
U1MODE和U1STA寄存器用于配置UART模块。
U1BRG寄存器设置波特率。
U1MODEbits.BRGH设置波特率生成器的高速模式。
U1MODEbits.PDSEL和U1MODEbits.STSEL设置数据格式。
U1MODEbits.ON使能UART模块。
U1STAbits.