ارتباط میکروکنترلر با دنیای بیرون به معنی انتقال دیتا و دریافت و ارسال اطلاعات به و از دیوایس های جانبی و المان های دیگر است.

در این نوشتار قصد داریم به توضیح مختصری درباره روشهای ارتباط بین میکروکنترلر و دنیای بیرون آن بپردازیم.

برای انتقال اطلاعات بین میکروکنترلر و دنیای خارج از آن، دو روش کلی وجود دارد یکی ارتباط به روش موازی و دیگری روش ارتباط سریال.

در انتقال به روش موازی چندین بیت اطلاعات، بعنوان مثال n بیت بطور همزمان از طریق n خط یا سیم ارتباطی منتقل میشود و در هر لحظه از زمان n بیت دیتا در حال انتقال است. 

ولی در روش انتقال بصورت سریال بیت ها بترتیب و پشت سرهم و از طریق یک خط ارتباطی (به اضافه یک یا چند خط ضروری) منتقل میشوند و در هر لحظه فقط یک بیت از اطلاعات در حال انتقال است.

بنابراین در روش موازی سرعت انتقال اطلاعات بیشتر است ولی در فواصل طولانی، سیم ها و خطوط ارتباطی طولانی شده و در نتیجه هزینه و مسائل تکنیکی بیشتری را بدنبال دارد.

در حالیکه در ارتباط سریال تعداد خطوط ارتباطی کمتر ولی در عوض سرعت انتقال دیتا نیز کمتر خواهد بود.

انتقال اطلاعات  به روش موازی با اتصال یک یا چند پورت میکروکنترلر به دیوایس های دیگر امکانپذیر است در حالیکه در انتقال به روش سریال از آنجاییکه بیت ها با ترتیب خاص و تمهیداتی ویژه (به منظور انتقال و استخراج صحیح اطلاعات) ارسال و دریافت میشوند، به تعاریف، مفاهیم و تمهیدات ویژه ای برای این روش یعنی ارتباط سریال نیاز پیدا می شود.

در ادامه به بیان چند مفهوم و تعریف در روش ارتباط سریال می‌پردازیم تا به درک بهتری برای استفاده از این روش برسیم و سپس به معرفی واحد های مختلف ارتباط سریال در میکروکنترلرها بخصوص میکروکنترلر AVR میپردازیم.

اولین مطلب بررسی روشهای ممکن ارتباط سریال بین دو دیوایس است.

بطور کلی به سه روش میتوان دو دیوایس را بصورت سریال با هم مرتبط کرد.

روش یکطرفه یا ساده یا Simplex -ارتباط در یک جهت است مثل انتقال دیتا از کامپیوتر به پرینتر 

روش نیم دو طرفه یا  Half Duplex -در هر لحظه انتقال فقط در یک جهت صورت میگیرد.

روش‌دو طرفه کامل یا Full Duplex -در هر لحظه اطلاعات میتواند در دو جهت منتقل شود.

در میکروکنترلر های AVR از روش ارتباط Full Duplex استفاده شده است.

مفهوم و دسته بندی دیگری که در ارتباط سریال وجود دارد سنکرون یا اسنکرون بودن ارتباط است.

ارتباط سریال میتواند بصورت سنکرون (همزمان) و یا به روش آسنکرون (غیر همزمان) انجام گیرد .

ارتباط سریال سنکرون یا همزمان

در این روش فرستنده علاوه بر خط دیتا و همزمان با ارسال دیتا، پالس ساعت یا کلاک و به ازای هر پالس ساعت، یک بیت دیتا را نیز ارسال میکند و گیرنده خودش را با پالس ساعت همزمان کرده دیتا را از خط دیتا دریافت و استخراج مینماید.

ارتباط سریال آسنکرون

در این روش یک پکیج از دیتا به همراه بیت های اضافی مانند بیتهای شروع و پایان و بیتهای توازن جهت راهنمایی گیرنده برای استخراج دیتای اصلی و چک کردن صحت دیتای فرستاده شده ارسال میشود و علاوه بر اینها، گیرنده و فرستنده اطلاعات را با نرخ ارسال از پیش تعیین شده ای که برای هردو یکسان و مشخص است (بنام Baud Rate) مبادله میکنند؛ بنابراین گیرنده متوجه میشود که باید دیتا را با چه نرخی از روی خط دیتا برداشت نماید.

در میکرو کنترلر های AVR واحد های ارتباط سریال مختلفی مانند USART، SPI و TWI وجود دارد که هریک مزایا و کاربرد های خاص خود را دارند .

ما در دوره های آموزشی میکروکنترلر AVR مقدماتی و پیشرفته فناورسرا انشالله به تفصیل به تشریح عملکرد این واحد ها میپردازیم و با حل مثال ها و تمرینهای متنوع و انجام پروژه های جالب به درک کاملی از نحوه استفاده ازاین واحد ها دست پیدا میکنیم.

#میکروکنترلر #AVR #ارتباط_سریال #USART #SPI #TWI #سنکرون #آسنکرون