Schnittstellen an Mikrocontrollern

Was sind Schnittstellen?

Wenn man bei Mikrocontrollern von Schnittstellen spricht, meint man Anbindungen nach außen zu andern Systemen, die dem Austausch von Daten dienen.

Schnittstellen sind normalerweise standardisiert und häufig auch als Hardwarekomponente verfügbar.

Hardware-Schnittstellen

Einige Standard-Schnittstellen sind auf dem Mikrocontroller als Hardwarekomponente verfügbar. Diese werden auch (im Sinne der Informationstechnik nicht ganz korrekt) als Hardware-Schnittstelle bezeichnet. Solche Schnittstellen bieten einen großen Vorteil: Sie laufen großteils parallel zur CPU und belasten diese nicht zusätzlich.
Hardware-Schnittstellen werden über Sonderregister programmiert und sind auf verschiedene Arten interruptfähig.

Software-Schnittstellen

Man kann auch Schnittstellen, die hardwareseitig nicht vorhanden sind auf dem Mikrocontroller per Software programmieren. Dabei spricht man auch von Software-Schnittstellen (obwohl der Begriff Software-Schnittstelle in der Informationstechnik anders definiert wird).
Der Nachteil solcher programmierten Schnittstellen liegt auf der Hand. Die CPU wird mit viel Arbeit belastet. Je nach zugrundeliegendem Schnittstellenprotokoll kann die CPU-Auslastung kritisch werden so, dass andere Aufgaben nicht mehr bewältigt werden können,

UART

Bei der UART-Schnittstelle handelt es sich um eine Standard-Schnittstelle, die einem relativ einfachen Protokoll folgt. Sie ist auf den meisten Mikrocontrollern als Hardware-Komponente integriert. UART steht für Universal Asynchronous Receiver Transmitter.

Das UART-Protokoll ist einfach aufgebaut. Für eine Kommunikation über längere Strecken wird das TTL-UART Protokoll in ein RS232 Signal codiert. Die UART-Schnittstelle dient häufig auch zur Kommunikation zwischen Mikrocontroller und PC. Da moderne PCs keine RS232 Schnittstelle mehr besitzen, erfolgt vorher eine Übersetzung von RS232 Signalen zum USB-Standard.