ATmega16单片机带有一个全双工的通用同步/异步串行收发模块USART，该接口是一个高度灵敏的串行通讯设备。其主要特色如下：
全双工操作，可一起进行收发操作；
支撑同步或异步操作；
支撑5、6、7、8 和9 位数据位，1 位或许2 位中止位的串行数据帧结构；
三个彻底独立的中止，TX 发送完结，TX 发送数据寄存器空，RX 接纳完结；
支撑多机通讯形式；
相关寄存器：
USART 数据寄存器—UDR；
USART 操控和状况寄存器—UCSRA，UCSRB，UCSRC；
波特率寄存器—UBRRL 和UBRRH；
串口布景常识
（1）串行通讯简介
串行同步通讯简略了解，约好一个同步时钟，每一时刻传输线上的信息便是要传送的信息单元。串行异步通讯是把 一个字符看作一个独立的信息单元，每一个字符中的各位是以固定的时刻传送。因而，这种传送办法在同一字节内部是同步的，而字符间是异步的。在异步通讯中收 发两边获得同步的办法是采用在字符格局中设置开端位，而在字符完毕时发送1～2 个中止位。当接纳器检测到开端位时，便能知道经接着的是有用的字符位，所以开端接纳字符，检测到中止位时，就将接纳到的有用字符装载到接纳缓冲器中。最简略的串口通讯运用3根线完结：（1）地线，（2）发送，（3）接纳。因为串口通讯是异步的，端口能够在一根线上发送数据一起在另一根线上接纳数据。其他线用于握手，可是不是有必要的。串口通讯最重要的参数是波特率、数据位、中止位和奇偶校验。关于两个进行通行的端口，这些参数有必要匹配：
a，波特率：这是一个衡量通讯速度的参数。它表明每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表明每秒钟发送300个bit。当咱们说到时钟周期时，咱们便是指波特率例如假如协议需求4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通讯在数据线上的采样率为4800Hz。一般电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率能够远远大于这些值，可是波特率和间隔成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通讯，典型的比方便是GPIB设备的通讯。
b，数据位：这是衡量通讯中实践数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实践的数据不会是8位的，规范的值是5、7和8位。怎么设置取决于你想传送的信息。比方，规范的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。假如数据运用简略的文本（规范 ASCII码），那么每个数据包运用7位数据。每个包是指一个字节，包括开端/中止位，数据位和奇偶校验位。因为实践数据位取决于通讯协议的选取，术语“包”指任何通讯的状况。
c，中止位：用于表明单个包的最终一位。典型的值为1，1.5和2位。因为数据是在传输线上守时的，而且每一个设备有其自己的时钟，很或许在通讯中两台设备间呈现了小小的不同步。因而中止位不仅仅是表明传输的完毕，而且供给计算机校对时钟同步的时机。适用于中止位的位数越多，不一起钟同步的忍受程度越大，可是数据传输率一起也越慢。
d，奇偶校验位：在串口通讯中一种简略的检错办法。有四种检错办法：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是能够的。关于偶和奇校验的状况，串口会设置校验位（数据位后边的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或许奇个逻辑高位。例如，假如数据是011，那么关于偶校验，校验位为0，确保逻辑高的位数是偶数个。假如是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真实的查看数据，简略置位逻辑高或许逻辑低校验。这样使得接纳设备能够知道一个位的状况，有时机判别是否有噪声搅扰了通讯或许是否传输和接纳数据是否不同步
一般异步通讯的格局如图：
USART 承受以下30 种组合的数据帧格局：
• 1 个开端位
• 5、 6、 7、 8 或9 个数据位
• 无校验位、奇校验或偶校验位
• 1或2 个中止位
数据帧以开端位开端；紧接着是数据字的最低位，数据字最多能够有9 个数据位，以数据的最高位完毕。假如使能了校验位，校验位将紧接着数据位，最终是完毕位。当一个完好的数据帧传输后，能够当即传输下一个新的数据帧，或使传输线处于闲暇状况。
数据帧的结构由UCSRB 和 UCSRC 寄存器中的UCSZ2:0、 UPM1:0、USBS 设定。接纳与发送运用相同的设置。设置的任何改动都或许损坏正在进行的数据传送与接纳。
（2）串口的组成
串口由阴阳两种接口组成。最常运用的信号引脚是TD、RD 和SG，因而最简略的串口调试只需求包括3 条引线就能够了。在RS232（一种串行工业总线规范）规范中，运用RD、TD 作为接纳、发送信号线，参加地线，约好好通讯的波特率，完成串行信号传输。
（3）串口电平转化电路
PC 的串口作业TTL 信号是12V 的，而在咱们一般运用的电路板上，电源信号和TTL电平是5V 的（在低功耗电路中是3.3V 的），为了将信号转化为可用，需求做串口的电平转化。这一部分电路已经有相应的出产厂商做出了各种集成芯片，例如MAXIM 公司的MAX232/MAX233 芯片，便是完成5V 电路中和PC 完成串口通讯的电平转化芯片，而MAX3232/MAX3233 能够完成3.3V 的电平转化。
