AVR如何配置UART和发送数据

只看该作者 · 2024-3-25 20:31

xplained 迷你开发板支持虚拟 com 端口，这意味着我们不需要外部硬件即可通过 UART 与计算机通信。我们可以简单地使用用于编程/调试的 USB 从计算机发送和接收数据。
下图显示了当 USB 连接到电路板时在计算机上检测到虚拟 com 端口。

如上图所示，mEDBG 虚拟 COM 端口连接到 COM11。
如果您仍想使用任何 USB 到 UART 转换器，则其连接如下所示。

MCU的TX引脚连接到模块的RX引脚，MCU的RX引脚连接到模块的TX引脚。UART 连接始终在十字架中建立。另请注意，引脚 PB2 是 TX 引脚，我们将它设置为输出，引脚 PB3 是 RX 引脚，我们将它设置为输入。

只看该作者 · 2024-3-25 20:35

配置 UART,从 USART 控制 B 寄存器开始。

该寄存器的位 6 和 7 用于启用/禁用 UART 的发射器和接收器。我们将启用这些位，以便启用发射器和接收器。此外，位 [2：1] 将接收器设置为不同的可用模式。我们将这些位保留为 0 以将接收器设置为正常模式。

该寄存器位的复位保持其默认状态，即 diabled。

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USART0.CTRLB = (1<<7)|(1<<6);  // RX & TX enable, Normal mode, SOF disabled

下一个寄存器是 USART 控制 C 寄存器。

这里我们设置常用的UART配置，它由8个数据位和1个停止位组成，没有奇偶校验。UART 模式设置为异步模式。
寄存器的最终值为 0x03。

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USART0.CTRLC = 0x03;  // Asynch mode, no parity, 1 stop bit, 8 data bits

下一个寄存器是波特寄存器。这是一个 16 位寄存器，该寄存器中的值决定了 UART 的波特率。下图显示了计算所需波特率的波特寄存器值的公式.

我们的时钟配置为使用20MHz内部振荡器，预分频器为4。这会将时钟降低到 5MHz。CPU 和外设（CLK_PER）使用相同的时钟。如下图所示。

对于5MHz的外设时钟和115200的所需波特率，波特寄存器值计算如下所示。

参数 S 是每位的样本数，对于异步正常模式，它的值为 16。
我们不能在 16 位寄存器中输入十进制值，因此我们将输入值 174。

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USART0.BAUD = 174;

我们将使用 STATUS 寄存器来监控数据传输是否已完成。

此寄存器（TXCIF）的位 6 在 TXDATA 寄存器中的数据移出时设置。在配置过程中，我们将通过将 1 写入其中来清除此位。

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USART0.STATUS |= 1<<6; // clear TXCIF flag

现在我们将配置 UART 的引脚。引脚 PB2 是 UART TX 引脚，必须设置为输出，而引脚 PB3 是 UART RX 引脚，必须设置为输入。

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PORTB.DIR = 0x04;  //0b00000100 -> PB2->OUT, PB3->IN

这样就完成了 UART 配置。以下是包含上述寄存器配置的最终代码。

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void uartInit (void)

{

        USART0.CTRLB = (1<<7)|(1<<6);  // RX & TX enable, Normal mode, SOF disabled

        USART0.CTRLC = 0x03;  // Asynch mode, no parity, 1 stop bit, 8 data bits

        USART0.BAUD = 174;

        USART0.STATUS |= 1<<6; // clear TXCIF flag

        

        PORTB.DIR = 0x04;  // PB2->OUT, PB3->IN

        

}

只看该作者 · 2024-3-25 20:36

传输数据
传输单个字节
TXDATAL（低字节）和 TXDATAH（高字节）寄存器用于传输数据。

只有当我们在配置中使用 9 个数据位时，才使用 TXDATAH 寄存器。但是我们已将 UART 配置为使用 8 个数据位，因此我们将只使用 TXDATAL。

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void uartsendByte (uint8_t data)

{

  USART0.TXDATAL = data;

  while(((USART0.STATUS)&(1<<6)) == 0);  // wait for the TXCIF bit to set

  USART0_STATUS |= (1<<6);        // clear TXCIF flag

}

要传输一个字节的数据，我们只需将数据复制到 TXDATAL 寄存器中，然后等待状态寄存器中的 TXCIF 位设置。该位将确认数据已传输，然后我们可以将新数据加载到寄存器中。

只看该作者 · 2024-3-25 20:37

传输字符串
要传输整个字符串，请调用字节传输函数的次数与字符串的长度一样多。

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void uartSendStr (char *str)

{

        while (*str)

        {

                uartsendByte(*str++);

        }

}

只看该作者 · 2024-3-25 20:37

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char data[] = "hello world from AVR\r\n";



int main(void)

{

  clkInit();

  uartInit();

  while(1)

  {

      uartSendStr(data);

      _delay_ms(1000);

  }

}

在 main 函数中，我们将首先初始化时钟，然后初始化 UART。在 while 循环中，我们将每 1 秒发送一次字符串。

您可以看到终端上正在接收字符串。另请注意，终端配置了我们为 UART 设置的相同设置，即 115200 波特率，具有 8 个数据位、1 个停止位和无奇偶校验。

只看该作者 · 2024-3-25 21:46

讲的很不错，从寄存器计算到配置。

只看该作者 · 2024-3-26 14:08

代码很详细，原理也清楚