Использование UART’a

Перелік літератури

1. Бугаєнко Г. О. Методи математичної фізики. – К.: Вища школа, 1970. – 310 с.
2. Будак Б. М., Самарский А. А., Тихонов А. Н. Сборник задач по математической физике. – М.: Наука, 1980. – 688 с.
3. Мэтьюз Дж., Уокер Р. Математические методы физики. – М.: Атомиздат, 1972. – 392

У AVR есть регистр UDR это UART Data Register (в некоторых контроллерах он может зваться UDR0 или еще как нибудь похоже). На самом деле это два разных регистра, но имеют один адрес. Просто на запись попадает в один (регистр передатчика), а на чтение берет из другого (регистр приемника). Таким образом достаточно просто пихать данные в этот регистр и они улетят приемнику, и, наоборот, считывать их оттуда по приходу.

О том, что байт пришел в регистр UDR нам скажет прерывание по завершению приема, которое вызывается сразу же, как приемник засосет в себя все биты (обычно 8, но может быть и 9, в зависимости от настройки).

Поскольку передача идет довольно медленно, то бездумно пихать данные в регистр UDR нельзя — нужно дождаться окончания передачи предыдущего байта. О том, что UDR пуст и готов к приему нового байта сигнализирует бит UDRE, он же вызовет аппаратное прерывание по опустошению буфера.

Так что постоянно следить за UART вручную не нужно, все обслуживание можно повесить на прерывания и он сам будет все делать. Можно в памяти организовать буфер и туда тупо пихать данные, а на прерывании по опустошению UDR следить за тем есть ли что в буфере и если есть — отправлять.

А по приему, не тупить, а также, по прерыванию, пихать данные в ОЗУ, но уже в буфер приема, откуда их считает уже программа.

Настройка UART
Все настройки приемопередатчика хранятся в регистра конфигурации. Это UCSRA, UCSRB и UCSRС. А скорость задается в паре UBBRH:UBBRL.

Досконально все расписывать не буду — на это есть даташит. Напишу лишь то, что жизненно необходимо.

Регистр UCSRA

Тут нам интересны только биты RXC и TXC это флаги завершения приема и передачи, соответственно. RXC встанет когда непрочитанный байт вылезет в регистр UDR, а TXC встает когда последний стоп-бит прошел, а новое значение в UDR не поступило. Т.е. после прохода всех байтов.

Также одновременно с этими флагами вызывается прерывание (если оно было разрешено). Сбрасываются они аппаратно — принимающий после чтения из регистра UDR, передающий при переходе на прерывание, либо программно (чтобы сбросить флаг программно в него надо записать 1)

Биты UDRE сигнализирует о том, что регистр UDR приемника пуст и в него можно пихать новый байт. Сбрасывается он аппаратно после засылки в UDR какого либо байта. Также генерируется прерывание «Регистр пуст»

Бит U2X — это бит удвоения скорости при работе в ассинхронном режиме. Его надо учитывать при расчете значения в UBBRH:UBBRL

Регистр UCSRB
Тут в первую очередь это биты RXEN и TXEN — разрешение приема и передачи. Стоит их сбросить как выводы UART тут же становятся обычными ножками I/O.

Биты RXCIE, TXCIE, UDRIE разрешают прерывания по завершению приема, передачи и опустошении буфера передачи UDR.

Регистр UCSRC
Самый прикол тут — это бит селектора URSEL дело в том, что по неизвестной причине создаетели решили сэкономить байт адреса и разместили регистры UCSRC и UBRRH в одной адресном пространстве. А как же определять куда записать? А по старшему биту! Поясню на примере. Если мы записываем число у которого седьмой бит равен 1, то оно попадет в UCSRC, а если 0 то UBRRH. Причем этот бит есть не во всех AVR в новых моделях его нет, а регистры имеют разные адреса. Так что надо смотреть в даташите этот момент — есть там бит URSEL или нет.

Остальные биты задают число стопов, наличие и тип контроля четности. Если оставить все по дефолту то будет стандартный режим. Надо только выставить формат посылки. Делается это битами UCSZ0, UCSZ1 и UCSZ2 (этот бит тусуется в регистре UCSRB). Для стандартной 8ми битной посылки туда надо записать две единички.

Скорость обмена.
Тут все зависит от пары UBBRx

Вычисляется требуемое значение по формуле:

UBBR=XTAL/(16*baudrate)-1 для U2X=0
UBBR=XTAL/(8*baudrate)-1 для U2X=1

Где:
XTAL — рабочая тактовая частота контроллера.
baudrate — требуемая скорость (я люблю 9600:) — чем медленней тем надежней. 9600 в большинстве случаев хватает)

Ошибки передачи
К сожалению мир наш не идеален, поэтому возможны ошибки при приеме. За них отвечают флаги в регистре UCSRA

FE — ошибка кадрирования. Т.е. мы ждали стоп бит, а пришел 0.
OR — переполнение буфера. То есть данные лезут и лезут, а из UDR мы их забирать не успеваем.
PE — не совпал контроль четности.

Дата добавления: 2014-01-13