mega128(串口初始化)

在本篇文章中，我们将深入探讨基于Atmega128微控制器的串口初始化过程，特别是针对USART0（通用同步/异步收发器0）的相关配置。Atmega128这款微控制器内置了两个串口模块：USART0与USART1。本文将以USART0为例，详细介绍其初始化步骤以及涉及的关键寄存器。 ### 一、USART0的基本概念 #### 1.1 传输模式的选择 在初始化阶段，我们需要选择USART0的工作模式：同步还是异步。默认情况下，USART0工作于异步模式。可以通过设置USART控制和状态寄存器UCSR0C中的UMSEL位来选择传输模式。当UMSEL为0时，表示选择异步模式；若UMSEL为1，则进入同步模式。 #### 1.2 波特率的设置 为了确保通信双方能够正确地交换数据，需要设置相同的波特率。波特率可以通过设置波特率发生寄存器UBRR0来确定。UBRR0是一个16位的寄存器，可以分为UBRR0H（高8位）和UBRR0L（低8位）。此外，UCSR0A寄存器中的波特率加倍位UX2也会影响波特率的计算。当UX2为1时，所设置的波特率将翻倍。 #### 1.3 传输帧格式的设置 默认情况下，USART0采用的是8位数据位和1位停止位的数据格式。这可以通过UCSR0C寄存器中的相关位进行设置。 #### 1.4 发送接收的使能与中断 USART0的操作可以通过设置UCSR0B寄存器来实现发送接收的使能以及是否启用中断功能。如果选择了使用中断的方式，那么在初始化之前必须先关闭中断。 ### 二、USART0寄存器详解 #### 2.1 UCSR0A寄存器 - **Bit1-U2X0**：波特率加倍位，当此位置1时，波特率加倍。 - **Bit6-UDRE0**：用于指示UDR0寄存器是否准备好接收新的数据。 #### 2.2 UCSR0B寄存器 - **Bit7-RXCIE0**：接收完成中断使能位。 - **Bit6-TXCIE0**：发送完成中断使能位。 - **Bit4-RXEN0**：接收使能位。 - **Bit3-TXEN0**：发送使能位。 #### 2.3 UCSR0C寄存器 - **Bit6-UMSEL0**：USART0模式选择位，0表示异步模式，1表示同步模式。 - **Bit5-4-UPM01**：校验位设置，00表示无校验，01表示奇校验，10表示偶校验。 - **Bit3-USBS0**：停止位选择，0表示1位停止位，1表示2位停止位。 - **Bit2-1-UCSZ01**：数据位长度设置，00表示5位数据，01表示6位数据，10表示7位数据，11表示8位数据。 #### 2.4 UBRR0寄存器 UBRR0寄存器由UBRR0H和UBRR0L组成，用于设置波特率。具体计算公式如下： - 当U2X0=0时（即异步模式下）： \[ UBRR0L=(F_{CPU}/BAUDRATE/16-1)\%256\\ UBRR0H=(F_{CPU}/BAUDRATE/16-1)/256 \] - 当U2X0=1时（即波特率加倍时）： \[ UBRR0L=(F_{CPU}/BAUDRATE/8-1)\%256\\ UBRR0H=(F_{CPU}/BAUDRATE/8-1)/256 \] ### 三、USART0初始化示例 接下来，我们来看一个具体的初始化示例，该示例展示了如何配置USART0以9600bps的波特率进行通信，并且开启发送和接收功能。 ```c void uart_init(void) { UCSR0B = 0x00; // 禁用USART0，以防在设置波特率时出现问题 UCSR0A = 0x00; // 设置波特率加倍位U2X为0 UCSR0C = 0x06; // 设置异步模式，无校验位，1位停止位，8位数据位 UBRR0L = 103; // 设置波特率为9600bps (假设F_CPU=16MHz) UBRR0H = 0x00; // 计算得到的高8位值为0 UCSR0B = 0x98; // 启用接收和发送功能，同时使能接收中断 } // 发送单个字符的函数 void putchar(unsigned char c) { while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0))); // 等待UDR0寄存器准备好接收新数据 UDR0 = c; } // 发送字符串的函数 void putstr(unsigned char *s) { while (*s) { putchar(*s); s++; } } // 接收单个字符的函数 unsigned char getchar(void) { while (!(UCSR0A & (1 << RXC0))); // 等待接收完成 return UDR0; } ``` ### 四、总结 通过上述介绍，我们可以看到Atmega128微控制器的USART0串口模块提供了丰富的配置选项，以便满足不同的通信需求。初始化过程中，正确配置寄存器是非常关键的一步。希望本文能够帮助读者更好地理解和掌握Atmega128串口的初始化过程及其相关寄存器的作用。