Atmega128串口詳解

以USART0為例
串口的初始化包括:
傳輸模式的選擇:同步還是異步,默認(rèn)為異步模式,可通過(guò)選擇USART控制和狀態(tài)寄存器UCSR0C中的UMSEL位來(lái)選擇,UMSEL為0,是異步模式.
波特率的設(shè)置:通信的雙方都必須有相同的波特率,波特率可以通過(guò)設(shè)置波特率發(fā)生寄存器UBRR0來(lái)確定,UBRR0為兩字節(jié)16位的寄存器,可分為UBRR0H和UBRR0L.同時(shí)起作用的還有UCSR0A中的波特率加倍位UX2,當(dāng)UX2為1時(shí)設(shè)置的波特率加倍.
傳輸幀格式的設(shè)置:默認(rèn)是8位數(shù)據(jù)位,一位停止位
發(fā)送接受的使能與中斷:通過(guò)設(shè)置UCSR0B來(lái)根據(jù)需要選擇接收或發(fā)送的使能和是否使用中斷,對(duì)使用中斷的USART操作,初始化前要關(guān)閉中斷
USART0的控制和狀態(tài)寄存器有:UCSR0A,UCSR0B,UCSR0C,波特率寄存器有UBRR0,即UBRR0H和UBRR0L,數(shù)據(jù)寄存器為UDR0

1、初始化:
設(shè)置波特率前,要關(guān)閉USART0的所有使用,包括使能和中斷:
UCSR0B=0B00000000; //關(guān)閉USART0
2、設(shè)置UCSR0A:
UCSR0A能寫的有Bit0,Bit1,Bit6,其他5位為狀態(tài)位.我們一般使用的有Bit1-U2X0,當(dāng)這一位為1時(shí),波特率的分頻因子從16降到8,能夠有效的將異步通信模式的傳輸速率加倍,但是這一位僅對(duì)異步操作有影響,使用同步操作時(shí)應(yīng)將此位清零.
UCSR0A=0B00000000; //不使用倍速發(fā)送
3、設(shè)置UCSR0C:
Bit6-UMSEL0:USART0的模式選擇,0為異步模式,1為同步模式
Bit5:4-UPM01:0:奇偶校驗(yàn)?zāi)Ｊ?00禁止,01,保留,10偶校驗(yàn),11,奇校驗(yàn)
Bit3-USBS0:停止位的選擇,0停止位為1bit,1停止位為2-bits
Bit2:1-UCSZ01:0:字符長(zhǎng)度,當(dāng)UCSZ02為0時(shí),00表示5位,01表示6位,10表示7位，11表示8位.當(dāng)UCSZ02為1時(shí),11表示9位.(UCSZ02為UCSR0B里的一位寄存器)

eg：
UCSR0C=0B00000110 //異步模式,禁止奇偶校驗(yàn),停止位為1位,數(shù)據(jù)位為8位
4、設(shè)置UBRR:
UBRR的設(shè)置和這些參數(shù)有關(guān):U2X0,CPU頻率,波特率
當(dāng)U2X0為0時(shí),即異步正常模式下,UBRR的計(jì)算公式:
1、U2X=0時(shí)的公式計(jì)算
UBRR0L= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
UBRR0H= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;

2、U2X=1時(shí)的公式計(jì)算
UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)%256;
UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)/256;
//也可根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)的[波特率設(shè)置的例子]查得
//UBRRL = 0x2F; //set baud rate lo
//UBRRH = 0x00; //set baud rate hi
設(shè)置一般會(huì)有誤差,誤差計(jì)算方法為:Error[%]=(BaudRate_ture/BaudRate-1)*100%;
5、然后就是設(shè)置UCSR0B:
Bit7-RXCIE0為接收結(jié)束中斷使能,Bit6-TXCIE0為發(fā)送結(jié)束中斷使能,Bit4-RXEN0為接收使能,Bit3-TXEN0為發(fā)送使能.一般情況下,接收使用中斷方式,所以使用接收結(jié)束中斷使能.
UCSR0B=0B10011000 //發(fā)送接收使能,接收結(jié)束使能
還一種寫法是UCSR0B|=(1<< RXEN0)|(1<< TXEN0)|(RXCIE0);
如果更熟練,可以直接以10進(jìn)制活16進(jìn)制來(lái)設(shè)置這些寄存器:
UCSR0B=0x98;或者UCSR0B=152;

串口的初始化函數(shù):

void uart_init(void) //串口0初始化
{
UCSR0B=0x00; //disable while setting baud rate
UCSR0A=0B00000000; //Bit1為1則倍速發(fā)送 U2X=0
UCSR0C=0x06; //B00000110 //奇偶模式無(wú),八位數(shù)據(jù)位,一位停止位
UBRR0L=103; //B00011001波特率：9600 Bps
UBRR0H=0x00; //誤差率：0.156%
UCSR0B=0x98;
}

初始化之后就是對(duì)USART0進(jìn)行讀寫了.
UCSR0A的Bit5-UDRE0標(biāo)志指出發(fā)送緩沖器UDR0是否準(zhǔn)備好接收新數(shù)據(jù),UDRE0為1說(shuō)明緩沖器為空,可以接收新數(shù)據(jù),UDRE0標(biāo)志也可用來(lái)產(chǎn)生寄存器空中斷.復(fù)位后的UDRE0置位,表明發(fā)送器已經(jīng)就緒:
當(dāng)UDRE0為1時(shí)!(UCSR0A&(1<< UDRE0))為0
void putchar(uchar c) //串口0發(fā)送字符
{
while(!(UCSR0A&(1<< UDRE0))); //while(!(UCSR0A&32)); 表明發(fā)送器已經(jīng)就緒。
UDR0=c;
}

串口0發(fā)送字符串:
void putstr(uchar *s) //串口0發(fā)送字符串
{
while(*s)
{
putchar(*s);
s++;
}
}

RXC0為UCSR0A里的Bit7位,為USART0接收結(jié)束的狀態(tài)位,接收緩沖器中有未讀出的數(shù)據(jù)時(shí)RXC0置位,否則清零.

串口0接收字符:
uchar getchar(void) //串口0接收字符
{
while(!(UCSR0A&(1<< RXC0)));
return UDR0;
}

在使用串口的程序中一般包含這些文件:
#include
#include
#include
#include
avr/io.h里有各種寄存器的定義,avr/signal.h,avr/interrupt.h里有中斷的定義,avr/delay.h包含延時(shí)函數(shù).

例程：