基于ATmega128单片机的USART接口程序的开发

枫雪路 2020-10-04 2250

电子说

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描述

一般教科书上提供的UART收发的程序往往是一段采用轮循（Polling）方式完成收发的简单代码。但对于高速的AVR来讲，采用这种方式大大降低了 MUC的效率。在使用AVR时，应根据芯片本身的特点（片内大容量数据存储器RAM，更适合采用高级语言编写系统程序），编写高效可靠的UART收发接口（低层）程序。下面是一个典型的ATmega128的软件USART的接口程序。

USART

// USART0 initialization

// Communication Parameters： 8 Data， 1 Stop， No Parity

// USART0 Receiver： On

// USART0 Transmitter： On

// USART0 Mode： Asynchronous

// USART0 Baud rate： 9600

UCSR0A=0x00;

UCSR0B=0xD8;

UCSR0C=0x06;

UBRR0H=0x00;

UBRR0L=0x67;

// Global enable interrupts

#asm（“sei”）

while （1）

{

// Place your code here

};

}

这段由CVAVR程序生成器产生的UART接口代码是一个非常好的、高效可靠，并且值得认真学习和体会的。其特点如下：

1. 它采用两个8字节的接收和发送缓冲器来提高MCU的效率，如当主程序调用Putchar（）发送数据时，如果UART口不空闲，就将数据放入发送缓冲器中，MCU不必等待，可以继续执行其它的工作。而UART的硬件发送完一个数据后，产生中断，由中断服务程序负责将发送缓冲器中数据依次送出。

2.数据缓冲器结构是一个线性的循环队列，由读、写和队列计数器3个指针控制，用于判断队列是否空、溢出，以及当前数据在队列中的位置。

3. 用编译控制命令#pragma savereg-和#pragma savereg+，使得由CVAVR在生成的中断服务程序中不进行中断保护（CVAVR生成中断保护会将比较多的寄存器压入堆栈中），而在中断中嵌入汇编，只将5个在本中断中必须要保护的寄存器压栈。这样提高了UART中断处理的速度，也意味着提高了MCU的效率。

4.由于在接口程序Putchar（）、Getchar（）和中断服务程序中都要对数据缓冲器的读、写和队列计数器3个指针判断和操作，为了防止冲突，在Putchar（）、Getchar（）中对3个指针操作时临时将中断关闭，提高了程序的可靠性。

建议读者能逐字逐句地仔细分析该段代码，真正理解和领会每一句语句（包括编译控制命令的作用）的作用，从中体会和学习如何编写效率高，可靠性好，结构优良的系统代码。这段程序使用的方法和技巧，对编写SPI、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鉴。

作为现在的单片机和嵌入式系统的工程师，不仅要深入全面的掌握芯片和各种器件的性能，具备丰富的硬件设计能力；同时也必须提高软件的设计能力。要学习和掌握有关数据结构、操作系统、软件工程、网络协议等方面的知识，具有设计编写大的复杂系统程序的能力。

责任编辑：gt

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