AVR串口通讯介绍

AVR串口通讯详解 AVR单片机的串行通信是通过UART（通用异步收发传输器）实现的，具有独立的波特率发生器，不同于51单片机依赖定时器产生波特率，这使得AVR在资源利用上更有效率。串口通信的核心参数包括波特率和帧格式。 1. 波特率：AVR单片机支持多种波特率计算，通常采用IccAVR配置工具直接生成。波特率计算公式根据单片机内部的晶振频率和分频系数确定。单片机支持异步正常模式、异步倍数模式和同步模式，其中异步正常模式是最常用的选择。波特率的设置需要考虑通信双方的一致性，以保证数据的正确传输。 2. 帧格式：一个完整的串口通信帧由起始位、数据位、校验位（可选）和停止位组成。起始位通常是低电平，数据位可以是5-9位，校验位可以是奇校验或偶校验，停止位可以是1或2位。帧格式的设置也应确保通信双方的一致性。 硬件层面，串口通信涉及的主要寄存器包括数据寄存器、控制和状态寄存器。 3. 数据寄存器UDR：用于接收和发送数据，物理上分为RXB（接收）和TXB（发送），但地址相同。只有当数据寄存器为空时，才能发送新的数据。数据进入UDR后，会被移位到TXD引脚逐位发送。 4. 控制和状态寄存器UCSRA和UCSRB：UCSRA包含了接收完成、发送完成、数据为空等标志位，而UCSRB则用于设置中断允许、接收使能、发送使能等功能。UCSRC寄存器用于选择工作模式、校验方式和停止位设置。 5. 波特率寄存器UBRRH和UBRRL：这两个寄存器配合设置波特率，UBRRH的低4位与UCSRC共用，UBRRL与UBRRH共同组成12位的波特率值。写入波特率时需要注意URSEL的设置，以避免正在传输的数据被打断。 实际应用中，AVR串口的初始化包括关闭全局中断，检查数据是否传输完成，清零TXC标志，将数据放入发送缓冲器UDR，然后设置适当的波特率、数据位数、校验位和停止位。空中断（RXC）一般不建议开启，以防止不必要的中断产生。TXEN设置为0后，所有数据发送完毕，串口可作为普通IO口使用。禁止接收（RXEN=0）会立即阻止数据接收。 在工业设计中，串口通信常采用标准如RS232，但其±15V的信号电平不适用于TTL电平的AVR单片机，因此需要电平转换电路，如MAX232。在实际系统设计中，通常采用主从方式，上位机发送数据包，下位机在中断中接收并验证数据，然后在主程序中处理接收的数据，进行CRC校验和加密解密。通过状态机管理发送和接收过程，确保数据的完整性和安全性。 在ATmega128这样的AVR单片机上，串口初始化时需要设置相关寄存器，并预设好接收和发送的状态变量，以便后续的数据处理和传输。通过精心设计的协议和中断处理机制，可以实现高效可靠的串口通信。