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USART寄存器描述及实例示解-AVR单片机开发从零起步

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:UDRE标志可用来产生数据寄存器空中断。复位后UDRE置位,表明发送器已经就绪。当UDRIE为1,全局中断标志位SREG置位,UCSRA寄存器的UDRE亦为1时可以产生USART数据寄存器空中断。TxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。

USART寄存器描述及实例示解-AVR单片机开发从零起步

1.USARTI/O数据寄存器——UDR

USART发送数据缓冲寄存器和USART接收数据缓冲寄存器共享相同的I/O地址,称为USART数据寄存器或UDR。将数据写入UDR时实际操作的是发送数据缓冲寄存器TXB,读UDR时实际返回的是接收数据缓冲寄存器RXB的内容。

在5、6、7位字长模式下,未使用的高位被发送器忽略,而接收器则将它们设置为0。只有当UCSRA寄存器的UDRE标志置位后才可以对发送缓冲器进行写操作。如果UDRE没有置位,那么写入UDR的数据会被USART发送器忽略。当数据写入发送缓冲器后,若移位寄存器为空,发送器将把数据加载到发送移位寄存器。然后,数据串行地从TxD引脚输出。

接收缓冲器包括一个两级FIFO,一旦接收缓冲器被寻址FIFO就会改变它的状态。因此不要对这一存储单元使用读-修改-写指令(SBI和CBI)。使用位查询指令(SBIC和SBIS)时也要小心,因为这也有可能改变FIFO的状态。

2.USART控制和状态寄存器A——UCSRA

(1)位7——RXC:USART接收结束

接收缓冲器中有未读出的数据时RXC置位,否则清零。接收器禁止时,接收缓冲器被刷新,导致RXC清零。RXC标志可用来产生接收结束中断(见关于RXCIE位的描述)。

(2)位6——TXC:USART发送结束

发送移位缓冲器中的数据被送出,且当发送缓冲器UDR为空时TXC置位。执行发送结束中断时TXC标志自动清零,也可以通过写1进行清除操作。TXC标志可用来产生发送结束中断(见对TXCIE位的描述)。

(3)位5——UDRE:USART数据寄存器空

UDRE标志指出发送缓冲器UDR是否准备好接收新数据。UDRE为1说明缓冲器为空,已准备好进行数据接收。UDRE标志可用来产生数据寄存器空中断(见关于UDRIE位的描述)。复位后UDRE置位,表明发送器已经就绪。

(4)位4——FE:帧错误

如果接收缓冲器接收到的下一个字符有帧错误,即接收缓冲器中的下一个字符的第一个停止位为0,那么FE置位。这一位一直有效直到接收缓冲器UDR被读取。当接收到的停止位为1时,FE标志为0。对UCSRA进行写入时,这一位要写0。

(5)位3——DOR:数据溢出

数据溢出时DOR置位。当接收缓冲器满(包含了两个数据),接收移位寄存器又有数据,若此时检测到一个新的起始位,数据溢出就产生了。这一位一直有效直到接收缓冲器UDR被读取。对UCSRA进行写入时,这一位要写0。

(6)位2——PE:奇偶校验错误

当奇偶校验使能(UPM1=1),且接收缓冲器中所接收到的下一个字符有奇偶校验错误时,UPE置位。这一位一直有效直到接收缓冲器UDR被读取。对UCSRA进行写入时,这一位要写0。

(7)位1——U2X:倍速发送

这一位仅对异步操作有影响。使用同步操作时将此位清零。此位置1可将波特率分频因子从16降到8,从而有效地将异步通信模式的传输速率加倍。

(8)位0——MPCM:多处理器通信模式

设置此位将启动多处理器通信模式。MPCM置位后,USART接收器接收到的那些不包含地址信息的输入帧都将被忽略。发送器不受MPCM设置的影响。

3.USART控制和状态寄存器B——UCSRB

(1)位7——RXCIE:接收结束中断使能

置位后使能RXC中断。当RXCIE为1,全局中断标志位SREG置位,UCSRA寄存器的RXC亦为1时可以产生USART接收结束中断。

(2)位6——TXCIE:发送结束中断使能

置位后使能TXC中断。当TXCIE为1,全局中断标志位SREG置位,UCSRA寄存器的TXC亦为1时可以产生USART发送结束中断。

(3)位5——UDRIE:USART数据寄存器空中断使能

置位后使能UDRE中断。当UDRIE为1,全局中断标志位SREG置位,UCSRA寄存器的UDRE亦为1时可以产生USART数据寄存器空中断。

(4)位4——RXEN:接收使能

置位后将启动USART接收器。RxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。禁止接收器将刷新接收缓冲器,并使FE、DOR及PE标志无效。

(5)位3——TXEN:发送使能(www.xing528.com)

置位后将启动USART发送器。TxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。TXEN清零后,只有等到所有的数据发送完成后发送器才能够真正禁止,即发送移位寄存器与发送缓冲寄存器中没有要传送的数据。发送器禁止后,TxD引脚恢复其通用I/O功能。

(6)位2——UCSZ2:字符长度

UCSZ2与UCSRC寄存器的UCSZ[1:0]结合在一起可以设置数据帧所包含的数据位数(字符长度)。

(7)位1——RXB8:接收数据位8

对9位串行帧进行操作时,RXB8是第9个数据位。读取UDR包含的低位数据之前首先要读取RXB8。

(8)位0——TXB8:发送数据位8

对9位串行帧进行操作时,TXB8是第9个数据位。写UDR之前首先要对它进行写操作。

4.USART控制和状态寄存器C——UCSRC

UCSRC寄存器与UBRRH寄存器共用相同的I/O地址。

(1)位7——URSEL:寄存器选择

通过该位选择访问UCSRC寄存器或UBRRH寄存器。当读UCSRC时,该位为1;当写UCSRC时,URSEL为1。

(2)位6——UMSEL:USART模式选择

通过这一位来选择同步或异步工作模式,工作模式选择如下表所示。

(3)位[5:4]——UPM[1:0]:奇偶校验模式

这两位设置奇偶校验的模式并使能奇偶校验。如果使能了奇偶校验,那么在发送数据,发送器都会自动产生并发送奇偶校验位。对每一个接收到的数据,接收器都会产生一奇偶值,并与UPM0所设置的值进行比较。如果不匹配,那么就将UCSRA中的PE置位。奇偶校验模式选择如下表所示。

(4)位3——USBS:停止位选择

通过这一位可以设置停止位的位数。接收器忽略这一位的设置。具体选择如下表所示。

(5)位[2:1]——UCSZ[1:0]:字符长度

UCSZ[1:0]与UCSRB寄存器的UCSZ2结合在一起可以设置数据帧包含的数据位数(字符长度)。字符长度选择如下表所示。

(6)位0——UCPOL:时钟极性

这一位仅用于同步工作模式。使用异步模式时,将这一位清零。UCPOL设置了输出数据的改变和输入数据采样,以及同步时钟XCK之间的关系。详细内容如下表所示。

5.USART波特率寄存器——UBRRL和UBRRH

UCSRC寄存器与UBRRH寄存器共用相同的I/O地址。

(1)位15——URSEL:寄存器选择

通过该位选择访问UCSRC寄存器或UBRRH寄存器。当读UBRRH时,该位为0;当写UBRRH时,URSEL为0。

(2)位[14:12]——保留位

这些位是为以后的使用而保留的。为了与以后的器件兼容,写UBRRH时将这些位清零。

(3)位[11:0]——UBRR[11:0]:USART波特率寄存器

这个12位的寄存器包含了USART的波特率信息。其中UBRRH包含了USART波特率高4位,UBRRL包含了低8位。波特率的改变将造成正在进行的数据传输受到破坏。写UBRRL将立即更新波特率分频器

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