usart_main.c

atmega16L单片机串口使用范例

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****      AVR  USART串口使用范例              ***
****  	                                     ***
****      编译器:WinAVR-20050214              ***
****                                         ***
***********************************************/

/*
本程序简单的示范了如何使用ATMEGA16的USART
	USART的设置
	波特率的计算
	发送采用查询方式
	接收采用中断方式
*/

#include <avr/io.h>
#include <avr/delay.h>
#include <avr/signal.h>
#include <avr/interrupt.h>

/*
注： 本范例为7.3728MHz外部石英晶体振荡器 即 F_CPU=7372800
    因为7.3728MHz能生成多种标准的通讯波特率。   
    如果使用其他系统时钟频率，注意 波特率误差不要超过 +/-1%.
    做USART通讯时，除非你掌握了校准技术，否则请不要使用内部/外部RC振荡器
*/

//管脚定义
#define PIN_RXD			0 	//PD0   RXD
#define PIN_TXD			1 	//PD1   TXD
#define LED0			0 	//PA0
#define LED1			1 	//PA1
#define LED2			3 	//PA3

//常量定义
#define BAUDRATE        9600	//波特率
//#define F_CPU			7372800  //这个已经在makefile里面定义了

//宏定义
#define LED0_ON()		PORTA&=~(1<<LED0)   //输出低电平，灯亮
#define LED0_OFF()		PORTA|= (1<<LED0)	//输出高电平，灯灭
#define LED1_ON()		PORTA&=~(1<<LED1)
#define LED1_OFF()		PORTA|= (1<<LED1)
#define LED2_ON()		PORTA&=~(1<<LED2)
#define LED2_OFF()		PORTA|= (1<<LED2)
//51系列的高电平输出能力很弱，低电平也仅能点亮LED.所以常见输出低电平才灯亮的接法
//AVR芯片的高低驱动能力都很强,甚至能推动8字数码管的公共极，怎么接都没问题

//全局变量  如果变量会在中断服务程序中被修改，须加volatile限定
volatile unsigned char FLAG;				//按键标志
volatile unsigned char PC_COMMAND;		//PC发出的当前命令
volatile unsigned char RX_BUFFER[16];	//存放接收数据的数组
volatile unsigned char RX_index;			//存放接收数据的个数


void put_c(unsigned char c) //发送采用查询方式
{
	while( !(UCSRA & (1<<UDRE)) );        //等待发送缓冲器为空
	UDR=c;                                  //将数据放入缓冲器，发送数据	
}


void put_s(unsigned char *ptr)
{
	while (*ptr)
	{
		put_c(*ptr++);
	}
	put_c(0x0D);
	put_c(0x0A);  //结尾发送回车换行
}


SIGNAL(SIG_USART_RECV) //串口接收中断服务程序
{
	PC_COMMAND=UDR;//发送数据缓冲寄存器和接收数据缓冲寄存器共享相同的地址，称为UDR
	switch(PC_COMMAND)
	{
		case '0':	//0x30 ASCII '0'
			LED0_ON();
			put_s("用户输入0#指令");
			break;
		case '1':
			LED1_ON();
			put_s("用户输入1#指令");
			break;
		case '2':
			LED0_OFF();
			LED1_OFF();
			FLAG=!FLAG;
			put_s("用户输入2#指令");
			break;
		default:
			put_s("用户输入的指令无效!");
			break;
	}
	
	/*
	  注意，使用put_s函数发送数据需要一定的时间,如果输入数据的速度过高将会导致数据丢失
	  所以,一般建议中断服务程序的处理时间尽量的短，只做采集数据和设标志位,命令的处理交由主程序来完成
	  这里只是示范简单的命令处理
	*/
	
	RX_BUFFER[RX_index]=PC_COMMAND;		//保存数据到数组里面
	RX_index++;
	if (RX_index>=16) RX_index=0;		//防止数组溢出		
}


void init_USART(void)//USART初始化  9600 8, n,1  PC上位机软件(超级终端等)也要设成同样的设置才能通讯
{
    UCSRC = (1<<URSEL) | 0x06; //异步，8位数据，无奇偶校验，一个停止位，无倍速，10000110
	
    /*
	UBRRH与UCSRC共用I/O 地址。因此访问该地址时需注意以下问题:
    写访问:当在该地址执行写访问时， USART 寄存器选择位(URSEL)控制被写入的寄存器
    若URSEL为0，对UBRRH值更新；若URSEL为1，对UCSRC设置更新
    读访问:对UBRRH 或UCSRC 寄存器的读访问则较为复杂。但在大多数应用中，基本不需要读这些寄存器    
    没有UBRR这个16位寄存器，因为UBRRL(0x09)/UBRRH(0x20)的地址不连续,而且UBRRH跟UCSRC共用地址
    */
    
    //U2X=0时的公式计算
    UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
    UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;
    //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: UBRR = 47
    //UBRRL = 0x2F; //set baud rate lo
    //UBRRH = 0x00; //set baud rate hi
    UCSRA = 0x00;
    UCSRB = (1<<RXCIE)|(1<<RXEN)|(1<<TXEN);//使能接收中断，使能接收，使能发送
}

void pro_coammand(void) //多字节命令的处理程序
{
	unsigned char i;
	if (RX_index>=10) 
	{
    	UCSRB&= ~(1<<RXCIE);	//关断USART接收中断
		put_c(0x0D);
		put_c(0x0A);  //发送回车换行
		put_s("Hello！ 你之前输入的命令列表是:");
		for (i=0;i<RX_index;i++) put_c(RX_BUFFER[i]);
		put_c(0x0D);
		put_c(0x0A);  //发送回车换行
		RX_index=0;				//清零
    	UCSRB|= (1<<RXCIE);	//打开USART接收中断
	}
}


int main(void)                      //上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入，无上拉电阻
{    
    PORTB =0xFF;										//不用的管脚使能内部上拉电阻
    PORTC =0xFF;
    DDRA  =(1<<LED2)|(1<<LED1)|(1<<LED0);				//输出
    PORTA =((1<<LED2)|(1<<LED1)|(1<<LED0));			//高电平，灯灭
    DDRD  =(1<<PIN_TXD);								//TXD为输出
    PORTD =0xFF;
    FLAG=0;
	init_USART();
	put_s("你好！");
	put_s("这是一个简单的串口实验程序");
	put_s("你可以在电脑上的超级终端程按下[0][1][2]按键，模拟用户板上的按键操作");
    sei();			//使能全局中断
    while (1)
    {
        while (FLAG==0) pro_coammand();
        LED2_ON(); //如果FLAG不加volatile限定（即has_volatile=0）,程序将永远都运行不到这里
        while (FLAG!=0) pro_coammand();
        LED2_OFF();
    }
}