Atmega128串口详解

Atmega128串口详解

Atmega128串口详解
Atmega128有两个串口:USART0与USART1
以USART0为例
串口的初始化包括:
传输模式的选择:同步还是异步,默认为异步模式,可通过选择USART控制和状态寄存器UCSR0C中的UMSEL位来选择,UMSEL为0,是异步模式.
波特率的设置:通信的双方都必须有相同的波特率,波特率可以通过设置波特率发生寄存器UBRR0来确定,UBRR0为两字节16位的寄存器,可分为 UBRR0H和UBRR0L.同时起作用的还有UCSR0A中的波特率加倍位UX2,当UX2为1时设置的波特率加倍.
传输帧格式的设置:默认是8位数据位,一位停止位
发送接受的使能与中断:通过设置UCSR0B来根据需要选择接收或发送的使能和是否使用中断,对使用中断的USART操作,初始化前要关闭中断
USART0的控制和状态寄存器有:UCSR0A,UCSR0B,UCSR0C,波特率寄存器有UBRR0,即UBRR0H和UBRR0L,数据寄存器为UDR0

1、初始化:
设置波特率前,要关闭USART0的所有使用,包括使能和中断:
UCSR0B=0B00000000; //关闭USART0
2、设置UCSR0A:
UCSR0A能写的有Bit0,Bit1,Bit6,其他5位为状态位.我们一般使用的有Bit1-U2X0,当这一位为1时,波特率的分频因子从16降到8,能够有效的将异步通信模式的传输速率加倍,但是这一位仅对异步操作有影响,使用同步操作时应将此位清零.
UCSR0A=0B00000000; //不使用倍速发送
3、设置UCSR0C:
Bit6-UMSEL0:USART0的模式选择,0为异步模式,1为同步模式
Bit5:4-UPM01:0:奇偶校验模式,00禁止,01,保留,10偶校验,11,奇校验
Bit3-USBS0:停止位的选择,0停止位为1bit,1停止位为2-bits
Bit2:1-UCSZ01:0:字符长度,当UCSZ02为0时,00表示5位,01表示6位,10表示7位，11表示8位.当UCSZ02为1时,11表示9位.(UCSZ02为UCSR0B里的一位寄存器)

eg：
UCSR0C=0B00000110 //异步模式,禁止奇偶校验,停止位为1位,数据位为8位
4、设置UBRR:
UBRR的设置和这些参数有关:U2X0,CPU频率,波特率
当U2X0为0时,即异步正常模式下,UBRR的计算公式:
1、U2X=0时的公式计算
UBRR0L=(F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
UBRR0H=(F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;

2、U2X=1时的公式计算
UBRRL=(F_CPU/BAUDRATE/8-1)%256;
UBRRH=(F_CPU/BAUDRATE/8-1)/256;
//也可根据数据手册的[波特率设置的例子]查得
//UBRRL = 0x2F; //set baud rate lo
//UBRRH = 0x00; //set baud rate hi
设置一般会有误差,误差计算方法为:Error[%]=(BaudRate_ture/BaudRate-1)*100%;
5、然后就是设置UCSR0B:
Bit7-RXCIE0为接收结束中断使能,Bit6-TXCIE0为发送结束中断使能,Bit4-RXEN0为接收使能,Bit3-TXEN0为发送使能.一般情况下,接收使用中断方式,所以使用接收结束中断使能.
UCSR0B=0B10011000 //发送接收使能,接收结束使能
还一种写法是UCSR0B|=(1<< RXEN0)|(1<< TXEN0)|(RXCIE0);
如果更熟练,可以直接以10进制活16进制来设置这些寄存器:
UCSR0B=0x98;或者UCSR0B=152;

---

串口的初始化函数:

void uart_init(void) //串口0初始化
{
UCSR0B=0x00; //disable while setting baud rate
UCSR0A=0B00000000; //Bit1为1则倍速发送 U2X=0
UCSR0C=0x06; //B00000110 //奇偶模式无,八位数据位,一位停止位
UBRR0L=103; //B00011001波特率：9600 Bps
UBRR0H=0x00; //误差率：0.156%
UCSR0B=0x98;
}

初始化之后就是对USART0进行读写了.
UCSR0A的Bit5-UDRE0标志指出发送缓冲器UDR0是否准备好接收新数据,UDRE0为1说明缓冲器为空,可以接收新数据,UDRE0标志也可用来产生寄存器空中断.复位后的UDRE0置位,表明发送器已经就绪:
当UDRE0为1时!(UCSR0A&(1<< UDRE0))为0
void putchar(uchar c) //串口0发送字符
{
while(!(UCSR0A&(1< UDR0=c;
}

串口0发送字符串:
voidputstr(uchar *s) //串口0发送字符串
{
while(*s)
{
putchar(*s);
s++;
}
}

RXC0为UCSR0A里的Bit7位,为USART0接收结束的状态位,接收缓冲器中有未读出的数据时RXC0置位,否则清零.

串口0接收字符:
uchargetchar(void) //串口0接收字符
{
while(!(UCSR0A&(1< returnUDR0;
}

在使用串口的程序中一般包含这些文件:
#include 
#include 
#include 
#include 
avr/io.h里有各种寄存器的定义,avr/signal.h,avr/interrupt.h里有中断的定义,avr/delay.h包含延时函数.

---

例程：

串口通信（USART0）

 

/***************************************************************************/
/*串口0测试程序                                         */
/*目标器件：ATmega128                                 */
/*晶振:RC8MHZ                                      */
/*编译环境：ICCAVR 7.13A                                */
/*时间：2010年3月14日*/
/*E-Mail:[email protected]                                            */
/***************************************************************************/

/*********************************包含头文件********************************/
#include
#include

/***********************************宏定义**********************************/
#define fosc 8000000  //晶振8MHZ
#define baud 2400  //波特率

/****************************************************************************
函数功能:uart0初始化程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void uart0_init(void)
{
 UCSR0B = 0x00;                   //关闭UART00
 UCSR0A =0x00;                     //不使用倍速发送（异步）
 UCSR0C =(1<  UBRR0L=(fosc/16/(baud+1))%256;      //异步正常情况下的计算公式
 UBRR0H=(fosc/16/(baud+1))/256;
 UCSR0B =(1< }

/****************************************************************************
函数功能:uart0发送单字节数据
入口参数:c
出口参数:
****************************************************************************/
void putchar0(unsigned char c)
 {  
       while (!(UCSR0A&(1<     UDR0=c;    //将要发送的数据装入UDR0寄存器
 } 
 
/****************************************************************************
函数功能:uart0接收单字节数据
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
unsigned char getchar0(void)
   {
    while(!(UCSR0A& (1<        return UDR0;
 }
 
/****************************************************************************
函数功能:uart0发送字符串数据
入口参数:*s
出口参数:
****************************************************************************/   
void puts0(char *s)
 {
 while (*s)
  {
  putchar0(*s);
  s++;
  } 
    putchar0(0x0a);//回车换行
 //putchar0(0x0d);
 } 
 
/****************************************************************************
函数功能:主程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void main(void)
{
 unsigned char i;

  uart0_init();//UART0初始化
  puts0("HELLO!");

 while(1)
    {    
        puts0("testok!");        
 }
} 

 

 

---

串口通信（USART1）

/***************************************************************************/
/*串口1测试程序                                         */
/*目标器件：ATmega128                                 */
/*晶振:RC8MHZ                                      */
/*选用的波特率：9600（也可以另外设定),改了波特率后需要将电源拔了再插上方可使用*/
/*编译环境：ICCAVR7.13                                       */
/*E-Mail:[email protected]                                            */
/*时间：2010年1月14日                                                     */
/***************************************************************************/

/*********************************包含头文件********************************/
#include
#include

/***********************************宏定义**********************************/
#define fosc 8000000  //晶振8MHZ
#define baud 9600  //波特率

/****************************************************************************
函数功能:uart1初始化程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void uart1_init(void) //USART1初始化
{
 UCSR1B = 0x00;   //关闭USART1
 UCSR1A = 0x00;   //不适使用倍速发送
 UCSR1C = (1<  UBRR1L=(fosc/16/(baud+1))%256;//异步正常模式下，UBRR的计算公式
 UBRR1H=(fosc/16/(baud+1))/256;
 UCSR1B =(1< }

/****************************************************************************
函数功能:uart1发送单字节数据
入口参数:c
出口参数:
****************************************************************************/
void putchar1(unsigned char c)//串口1发送字符
 {  
     while (!(UCSR1A&(1<   UDR1=c;    
 } 
 
/****************************************************************************
函数功能:uart1接收单字节数据
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
unsigned char getchar1(void) //串口1接回收数据
   {
  while(!(UCSR1A& (1<      return UDR1;   //将接收到的字符返回
 } 
 
/****************************************************************************
函数功能:uart1发送字符串数据
入口参数:*s
出口参数:
****************************************************************************/    
void puts1(char *s)
 {
 while (*s)
  {
  putchar1(*s);
  s++;
  } 
        putchar1(0x0a);//回车换行
     putchar1(0x0d);
 } 
 
/****************************************************************************
函数功能:主程序
入口参数:
出口参数:
****************************************************************************/
void main(void)
{
 unsigned char i;

  uart1_init();
  puts1("HELLO!");

 while(1)
    {    
        puts1("testok!");        
 }
} 

 

需要注意的是：

1、要保证串口通信的成功，PC机和单片机必须设置成一样的波特率，这样才能够保证串口通信的成功。

2、上面提到的串口指的是九针的串口，它的几个相应的管脚定义如下：

2 接受数据(RXD) 
3 发出数据(TXD) 
5 信号地线(SG)

下面是引脚图