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,默認為異步模式,可通過選擇USART控制和狀態寄存器UCSR0C中的UMSEL位來選擇,UMSEL為0,是異步模式.
波特率的設置:通信的雙方都必須有相同的波特率,波特率可以通過設置波特率發生寄存器UBRR0來確定,UBRR0為兩字節16位的寄存器,可分為UBRR0H和UBRR0L.同時起作用的還有UCSR0A中的波特率加倍位UX2,當UX2為1時設置的波特率加倍.
傳輸幀格式的設置:默認是8位數據位,一位停止位
發送接受的使能與中斷:通過設置UCSR0B來根據需要選擇接收或發送的使能和是否使用中斷,對使用中斷的USART操作,初始化前要關閉中斷
USART0的控制和狀態寄存器有:UCSR0A,UCSR0B,UCSR0C,波特率寄存器有UBRR0,即UBRR0H和UBRR0L,數據寄存器為UDR0

1、初始化:
設置波特率前,要關閉USART0的所有使用,包括使能和中斷:
UCSR0B=0B00000000; //關閉USART0
2、設置UCSR0A:
UCSR0A能寫的有Bit0,Bit1,Bit6,其他5位為狀態位.我們一般使用的有Bit1-U2X0,當這一位為1時,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,但是這一位僅對異步操作有影響,使用同步操作時應將此位清零.
UCSR0A=0B00000000; //不使用倍速發送
3、設置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:奇偶校驗模式,00禁止,01,保留,10偶校驗,11,奇校驗
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:字符長度,當UCSZ02為0時,00表示5位,01表示6位,10表示7位，11表示8位.當UCSZ02為1時,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,停止位為1位,數據位為8位
4、設置UBRR:
UBRR的設置和這些參數有關:U2X0,CPU頻率,波特率
當U2X0為0時,即異步正常模式下,UBRR的計算公式:
1、U2X=0時的公式計算
UBRR0L= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
UBRR0H= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;

2、U2X=1時的公式計算
UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)%256;
UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)/256;
//也可根據數據手冊的[波特率設置的例子]查得
//UBRRL = 0x2F; //set baud rate lo
//UBRRH = 0x00; //set baud rate hi
設置一般會有誤差,誤差計算方法為:Error[%]=(BaudRate_ture/BaudRate-1)*100%;
5、然后就是設置UCSR0B:
Bit7-RXCIE0為接收結束中斷使能,Bit6-TXCIE0為發送結束中斷使能,Bit4-RXEN0為接收使能,Bit3-TXEN0為發送使能.一般情況下,接收使用中斷方式,所以使用接收結束中斷使能.
UCSR0B=0B10011000 //發送接收使能,接收結束使能
還一種寫法是UCSR0B|=(1<< RXEN0)|(1<< TXEN0)|(RXCIE0);
如果更熟練,可以直接以10進制活16進制來設置這些寄存器:
UCSR0B=0x98;或者UCSR0B=152;

串口的初始化函數:

void uart_init(void) //串口0初始化
{
UCSR0B=0x00; //disable while setting baud rate
UCSR0A=0B00000000; //Bit1為1則倍速發送 U2X=0
UCSR0C=0x06; //B00000110 //奇偶模式無,八位數據位,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USART0進行讀寫了.
UCSR0A的Bit5-UDRE0標志指出發送緩沖器UDR0是否準備好接收新數據,UDRE0為1說明緩沖器為空,可以接收新數據,UDRE0標志也可用來產生寄存器空中斷.復位后的UDRE0置位,表明發送器已經就緒:
當UDRE0為1時!(UCSR0A&(1<< UDRE0))為0
void putchar(uchar c) //串口0發送字符
{
while(!(UCSR0A&(1<< UDRE0))); //while(!(UCSR0A&32)); 表明發送器已經就緒。
UDR0=c;
}

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

RXC0為UCSR0A里的Bit7位,為USART0接收結束的狀態位,接收緩沖器中有未讀出的數據時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包含延時函數.

例程：