아두이노 우노/메가 시리얼 포트에서 가능한 최대 통신속도는?

아두이노 우노/메가 하드웨어 시리얼 포트를 사용하는 경우 가장 빠른 속도는 얼마까지 가능할까?

ATmega 프로세서에서 사용하는 USART는 UBRRn 레지스터와 UCSRnA에 있는 U2Xn 플래그로 통신 속도가 결정된다. 프로세서 클럭이 분주되어 USART의 클럭으로 들어가는데 가장 빠르게 설정하면 (UBRRn = 0, U2Xn = 1 로 설정) 프로세서 클럭이 8분주 되어 USART에 들어가게 된다.

아두이노 우노/메가는 16MHz 클럭을 사용하므로 USART에는 2MHz의 클럭이 들어가게 되어 최대 2Mbps의 속도로 시리얼 통신이 가능하게 된다.

테스트를 위해 간단한 코드를 만들어 실행시켜 보았다.

위의 화면에서  볼 수 있듯이 깔끔하게 출력이 되고 있다.

확실하게 확인하기 위해 오실로 스코프로 신호를 잡아 보았다.

먼저 9600 bps일때의 파형이다.

2초 간격으로 'A'를 출력하고 있는 코드이다. 'A'의 아스키코드 값은 65(0x41)이므로 2진수로 하면 01000001 이 된다. 시리얼 출력의 경우 먼저 1비트 길이의 start bit (무조건 '0') + 8비트 데이터 + 1비트 길이의 stop bit(무조건 '1')가 전송되고 데이터의 경우 LSB부터 먼저 전송되게 된다. 그러므로 위의 화면과 같이 0(start bit) 1(LSB) 0 0 0 0 0 1 0(MSB) 1(stop bit) 이 전송된다. 한 비트의 길이는 약 105us, 즉 9.5238Khz의 신호가 된다.

2Mbps일때의 파형이다. 기본적으로 9600 bps일때와 동일한 모양이나 한 비트 길이가 500ns, 즉 2MHz의 신호가 된다.