怎样去编写一个USART的接口程序呢

594 USART 接口程序

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2022-1-24 07:44:17　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 12 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报算一挂相关推荐 • 怎样去编写串口通信USART的程序？有哪些步骤 2403 • 怎样去编写USART1与USART2专用的printf函数呢 967 • 怎样去编写usart.c串口中断处理函数呢 1410 • 怎样去编写stm32f103 USART串口的C程序呢 622 • 怎样去编写一个简单的stm32程序呢 977 • 怎样用stm32去编写串口发送程序呢 883 • LED基础模块的程序代码该怎样去编写呢 1078 • 怎样去解决使用stm32的usart发送数据鸡肋的问题呢 810 • 怎样去实现一种USART串口通信程序呢 685 • 怎样使用串口USART1去实现接收和发送功能呢 1873 2个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 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USART的接口程序。 /***************************************************** // usart.h // 常量定义 #define BAUDRATE 9600 // 波特率 // #define F_CPU 4000000 // 晶振频率4.0MHz #define RXB8 1 #define TXB8 0 #define PE 2 // M16 // #define UPE 2 // M128 #define OVR 3 #define FE 4 #define UDRE 5 #define RXC 7 // 宏定义 #define FRAMING_ERROR (1< #define PARITY_ERROR (1< // #define PARITY_ERROR (1< #define DATA_OVERRUN (1< #define DATA_REGISTER_EMPTY (1< #define RX_COMPLETE (1< // USART Receiver buffer // 全局变量,会在中断服务程序中被修改，须加volatile限定，不要就会出错啦 #define RX_BUFFER_SIZE 16 // 接收缓冲区大小，可根据需要修改 volatile char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE]; // 接收缓冲区，为char型变量组成的数组，该数组构成环形队列，个数为RX_BUFFER_SIZE volatile unsigned char rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter; // This flag is set on USART Receiver buffer overflow volatile char rx_buffer_overflow; // 接收缓冲区溢出标志 // USART Transmitter buffer #define TX_BUFFER_SIZE 16 volatile char tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE]; volatile unsigned char tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter; // 函数声明 char get_c( void ); void put_c( char c); void put_s( char * ptr); void init_USART( void ); // usart.c #include < avr / io.h > #include < stdio.h > #include < avr / interrupt.h > #include " usart.h " /接收中断/ ISR(USART_RXC_vect) { char status,data; status=UCSRA; //读取接收状态标志位，必须先读，当读了UDR后，UCSRA便自动清零了 data=UDR; //读取USART数据寄存器，这句与上句位置不能颠倒的 if ((status & (FRAMING_ERROR \| PARITY_ERROR \| DATA_OVERRUN))==0) //判断本接收到的数据是否有数据帧、校验或数据溢出错误（此处指USART的硬件接收溢出） { rx_buffer[rx_wr_index]=data; // 将数据填充到接收缓冲队列中 if (++rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) //写指针指向下一个单元，并判断是否到了队列的尾部，（不表示接受缓冲区是否满！） rx_wr_index=0; //到了尾部，则指向头部（构成环状） if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE) //队列中收到字符加1，并判断是否队列已满 { rx_counter=0; // 队列满了，队列中收到字符个数为0，表示队列中所有以前的数据作废，因为最后的数据已经把最前边的数据覆盖了 rx_buffer_overflow=1; //置缓冲区溢出标志。在主程序中必要的地方需要判断该标志，以证明读到数据的完整性 }; }; } /接收单个字符/ char get_c( void ) { char data; while (rx_counter==0); //接收数据队列中没有数据可以读取，等待......（注2） data=rx_buffer[rx_rd_index]; //读取缓冲队列中的数据 if (++rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0; //读取指针指向下一个未读的数据，如果指到了队列尾部，则指回到队列头步 cli(); // 关中断！非常重要 --rx_counter; //队列中未读数据个数减1。因为该变量在接收中断中要改变的，为了防止冲突，所以改动前临时关闭中断。程序相当可靠了。 sei(); // 开中断 return data; } // 发送中断 ISR(USART_TXC_vect) { if (tx_counter) { --tx_counter; UDR=tx_buffer[tx_rd_index]; if (++tx_rd_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_rd_index=0; }; } /发送单个字符/ void put_c( char c) { while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE); //发送数据队列中还有数据没有发送完，等待 cli(); if (tx_counter \|\| ((UCSRA & DATA_REGISTER_EMPTY)==0)) //若发送数据队列有数据或者数据寄存器UDR非空时执行(因为队列先进先出的原因，所以，c要放进非空的发送数据队列里面) { tx_buffer[tx_wr_index]=c; if (++tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0; ++tx_counter; } else UDR=c; sei(); } /发送字符串/ void put_s( char * ptr) { while (ptr) { put_c(ptr++); } put_c(0x0D); put_c(0x0A); //结尾发送回车换行 } /USART 初始化/ void init_USART( void ) { //USART 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< UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256; UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256; UCSRA = 0x00; //接收使能，发送使能，接收中断使能，发送中断使能 UCSRB=(1< } /********************************************* 名称：AVR USART（RS232）低层驱动+中间层软件示例作者：zhiyu 编译器：WINAVR20070525 《高档8位单片机ATmega128原理与开发应用指南（上）》--马潮 P320 《嵌入式C编程与ATMEL AVR》-- 国外计算机经典教材 P141 日期：2007.07.19 芯片：M16L 时钟源：外部4M晶振结果：测试成功问题：暂无 *******************************************/ // #include // #include #include < avr / interrupt.h > #include " usart.h " int main( void ) { init_USART(); sei(); //总中断允许 put_s("Hello！"); put_s("这是一个简单的高速的串口驱动程序"); put_s("请你输入任意的字符，单片机将返回你输入的字符"); while (1) { put_c(get_c()); } } // Makefile,主要的几项,只是针对我这里的程序,要灵活运用哦 MCU = atmega16 F_CPU = 4000000 TARGET = main SRC = $(TARGET).c usart.c // 多文件编译才会用到这一项，可以参考这个帖子: ***************************************************/ 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： l.它采用两个8字节的接收和发送缓冲器来提高MCU的效率.当主程序调用getchar()函数时,按顺序执行到while (rx_counter==0)处,接收数据队列里面就没有数据,如果再没有数据输入,那么就只能死在那里等待.如果有数据输入的话,中断很快就响应,数据就会迅速地填充接收数据队列,rx_counter!=0,这个死等待也就给瓦解了,让程序执行接下来的那句data=rx_buffer[rx_rd_index]了.最后return data;,返回输入的值;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自动送出。 C语言书本里有其中一段: getchar()函数(字符输入函数)的作用是从终端(或系统隐含指定的输入设备)输入一个字符.getchar()函数没有参数.当你输入一个字符时候,比如'a'后,要按'Enter'键,字符才能送到内存!你一旦按了这个'Enter',上面的程序就会执行中断响应了, 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。书籍: 高档8位单片机ATmega128原理与开发应用指南(上) P320 嵌入式C编程与Atmel AVR P141 第三章标准I/O和预处理函数 (网上有这本电子书的下载) 下面是马潮老师的说法: 在CVAVR系统提供的标准库函数stdio.h中，提供了getchar()函数，该函数是采用轮询方式从USART接收数据的，轮询方式不仅效率低，而且会丢失数据，不能实现多任务的并行处理。 CVAVR程序向导中给出的采用中断+缓冲的方式接受数据，同PC的串口接收数据的方法一样，充分利用了AVR的高速和RAM多的优点，体现出了如何才能充分发挥AVR的特点的程序设计思想，这种思路在32位系统中也是这样的。使用AVR的话，对软件的设计能力要求更高了，否则根本不能发挥和体现AVR的特点。许多人有了一点C的基础，就认为采用C编写单片机程序没问题，很快就会掌握AVR了，对此我只能一笑了之。看看本站上众多的代码，再看看本贴的遭遇，能说什么呢？ #define RX_BUFFER_SIZE0 8 // 收件箱的长度 unsigned char rx_buffer0[RX_BUFFER_SIZE0]; // 收信箱 unsigned char rx_wr_index0; // 收信箱写指针 unsigned char rx_rd_index0; // 收信箱读指针 unsigned char rx_counter0; // 收信箱存量 unsigned char rx_buffer_overflow0; // 收信箱满标志位这样的比喻不是很好理解了吗,你要是脑子发散一点,会不会想到操作系统里面的"管道"的概念呢,其实现在我也没具体去看这东西,不过也会有些相通的地方吧. 回到本题：注1：如果在程序的开头部分加上语句 #define _DEBUG_TERMINAL_IO_ 那么程序在编译时仍使用系统自己的getchar()函数，这样在软件模拟仿真时，可以从模拟的终端读取数据，便于在软件模拟环境中调试整个系统，而需要正式运行时，则把该句注释掉。注2：此处在正式应用中应根据实际情况做适当的修改。否则当主程序调用getchar()时，如果缓冲队列中没有数据，同时对方也没有发数据的情况时，程序会在此死循环。比较简单的办法是将这句删掉，而在调用getchar()函数前先判断rx_counter的值，为0的话就不调用了。或改为： signed int getchar( void ) { signed int data; if (rx_counter == 0) { data = -1; } else { data=rx_buffer[rx_rd_index]; //读取缓冲队列中的数据 if (++rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0; //读取指针指向下一个未读的数据，如果指到了队列尾部，则指回到队列头步 #asm("cli") // 关中断！非常重要 --rx_counter; //队列中未读数据个数减1。因为该变量在接收中断中要改变的，为了防止冲突，所以改动前临时关闭中断。程序相当可靠了。 #asm("sei") // 开中断 } return data; }

2022-1-24 14:15:23 评论举报李婷

答案对人有帮助，有参考价值 0 注3：有兴趣希望深入实在学习的网友，可将CVAVR生成的USART发送代码仔细分析以下。它的发送代码非常完美，可以马上使用。思考分析： #include < mega16.h > #define RXB8 1 #define TXB8 0 #define UPE 2 #define OVR 3 #define FE 4 #define UDRE 5 #define RXC 7 #define FRAMING_ERROR (1< #define PARITY_ERROR (1< #define DATA_OVERRUN (1< #define DATA_REGISTER_EMPTY (1< #define RX_COMPLETE (1< // USART Transmitter buffer #define TX_BUFFER_SIZE 8 char tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE]; #if TX_BUFFER_SIZE<256 unsigned char tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter; #else unsigned int tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter; #endif // USART Transmitter interrupt service routine interrupt [USART_TXC] void usart_tx_isr( void ) { if (tx_counter) { --tx_counter; UDR=tx_buffer[tx_rd_index]; if (++tx_rd_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_rd_index=0; }; } #ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_ // Write a character to the USART Transmitter buffer #define _ALTERNATE_PUTCHAR_ #pragma used+ void putchar( char c) { while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE); #asm("cli") if (tx_counter \|\| ((UCSRA & DATA_REGISTER_EMPTY)==0)) { tx_buffer[tx_wr_index]=c; if (++tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0; ++tx_counter; } else UDR=c; #asm("sei") } #pragma used- #endif // Standard Input/Output functions #include < stdio.h > // Declare your global variables here void main( void ) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: Off // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud rate: 9600 UCSRA=0x00; UCSRB=0x48; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x19; //波特率设置有疑问待议 2021.9.30 // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // Global enable interrupts #asm("sei") while (1) { // Place your code here putchar(0x55); }; } 我在主程序的循环里仅有一句不停的发0X55，问题是AVR的运行速度非常快，而USART串出的速度肯定明显的慢（按9600bps计算，需要1秒多时间才能送出1000个字符），那么，假定主程序循环了1000次，发送1000个0x55，请判断在UASRT口上能否正确的发出1000个0x55，有没有丢失或溢出现象存在？答：不会。因为putchar()中有这句： while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE); 表示如果缓冲满就等待 ======================================================*/ ———————————————— MEGA2560头文件中断相量定义 // Interrupt vectors definitions #define EXT_INT0 2 #define EXT_INT1 3 #define EXT_INT2 4 #define EXT_INT3 5 #define EXT_INT4 6 #define EXT_INT5 7 #define EXT_INT6 8 #define EXT_INT7 9 #define PC_INT0 10 #define PC_INT1 11 #define PC_INT2 12 #define WDT 13 #define TIM2_COMPA 14 #define TIM2_COMPB 15 #define TIM2_OVF 16 #define TIM1_CAPT 17 #define TIM1_COMPA 18 #define TIM1_COMPB 19 #define TIM1_COMPC 20 #define TIM1_OVF 21 #define TIM0_COMPA 22 #define TIM0_COMPB 23 #define TIM0_OVF 24 #define SPI_STC 25 #define USART0_RXC 26 #define USART0_UDRE 27 #define USART0_TXC 28 #define ANA_COMP 29 #define ADC_INT 30 #define EE_RDY 31 #define TIM3_CAPT 32 #define TIM3_COMPA 33 #define TIM3_COMPB 34 #define TIM3_COMPC 35 #define TIM3_OVF 36 #define USART1_RXC 37 #define USART1_UDRE 38 #define USART1_TXC 39 #define TWI 40 #define SPM_READY 41 #define TIM4_CAPT 42 #define TIM4_COMPA 43 #define TIM4_COMPB 44 #define TIM4_COMPC 45 #define TIM4_OVF 46 #define TIM5_CAPT 47 #define TIM5_COMPA 48 #define TIM5_COMPB 49 #define TIM5_COMPC 50 #define TIM5_OVF 51 #define USART2_RXC 52 #define USART2_UDRE 53 #define USART2_TXC 54 #define USART3_RXC 55 #define USART3_UDRE 56 #define USART3_TXC 57 #define USART_RXC USART0_RXC #define USART_DRE USART0_UDRE #define USART_TXC USART0_TXC 最后三个宏定义相当于把USART_RXC等三定义默认为串口0的宏定义 MEGA16头文件中中断相量定义 // Interrupt vectors definitions #define EXT_INT0 2 #define EXT_INT1 3 #define TIM2_COMP 4 #define TIM2_OVF 5 #define TIM1_CAPT 6 #define TIM1_COMPA 7 #define TIM1_COMPB 8 #define TIM1_OVF 9 #define TIM0_OVF 10 #define SPI_STC 11 #define USART_RXC 12 #define USART_DRE 13 #define USART_TXC 14 #define ADC_INT 15 #define EE_RDY 16 #define ANA_COMP 17 #define TWI 18 #define EXT_INT2 19 #define TIM0_COMP 20 #define SPM_READY 21

2022-1-24 14:15:27 评论举报刘一