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问如何利用Atmega8实现硬件UART
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Stack Overflow用户

提问于 2020-12-02 09:47:49

回答 2查看 573关注 0票数 2

最近，我提出用硬件uart编写没有外部晶体的Atmega8进行串行通信。我检查了许多代码示例和库。但最终还是没有成功:这就是代码：

#define F_CPU 1000000UL
#define UART_BAUD 19200

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define BAUDRATE ((F_CPU)/(UART_BAUD*16UL)-1)            // set baud rate value for UBRR
  
// function to initialize UART
void uart_init (void)
{
    UBRRH = (BAUDRATE>>8);                      // shift the register right by 8 bits
    UBRRL = BAUDRATE;                           // set baud rate
    UCSRB|= (1<<TXEN)|(1<<RXEN);                // enable receiver and transmitter
    UCSRC|= (1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);   // 8bit data format
}

// function to send data
void uart_transmit(unsigned char data)
{
    while (!( UCSRA & (1<<UDRE)));                // wait while register is free
    UDR = data;                                   // load data in the register
}

// function to receive data
unsigned char uart_recieve(void)
{
    while((!(UCSRA)) & (1<<RXC));                   // wait while data is being received
    return UDR;                                   // return 8-bit data
}

int main(void)

{
    DDRB = 0b00000001;              // set LED pin as OUTPUT 
    PORTB = 0b00000001;             // set all pins to LOW
    
    uart_init();
    while (1)
    {
        for(unsigned char i=10; i< 127; i++)
        {
            uart_transmit (i);
            _delay_ms(10);
        }
        uart_transmit ('A');
        uart_transmit (13);
        uart_transmit (10);
        _delay_ms(500);
        PORTB = 1-PORTB;
    }
     
    return 0;
}

该代码以19200的波特率( 8位长)、No奇偶校验比特和1停止比特的速率发送数据。

问题是，当我使用USB到TTL转换器和终端程序检查输出时，对于19200-7-N-2和19200-7-N-1的配置，上述代码的结果如下：

0A 0B 0C 0D 0E - 0F 10 11 12 13    .....  .....
14 15 16 17 18 - 19 1A 1B 1C 1D    .....  .....
1E 1F 00 01 02 - 03 04 05 06 07    .....  .....
08 09 0A 0B 0C - 0D 0E 0F 10 11    .....  .....
12 13 14 15 16 - 17 18 19 1A 1B    .....  .....
1C 1D 1E 1F 20 - 21 22 23 24 25    ....   !"#$%
26 27 28 29 2A - 2B 2C 2D 2E 2F    &'()*  +,-./
30 31 32 33 34 - 35 36 37 38 39    01234  56789
3A 3B 3C 3D 3E - 3F 20 21 22 23    :;<=>  ? !"#
24 25 26 27 28 - 29 2A 2B 2C 2D    $%&'(  )*+,-
2E 2F 30 31 32 - 33 34 35 36 37    ./012  34567
38 39 3A 3B 3C - 3D 3E 21 0D 0A    89:;<  =>!..

在这种配置中，对于19200-8-N-2和19200-8-N-1的配置，似乎缺少了第6位，我在终端中得到了以下结果

8A 8B 8C 8D 8E - 8F 90 91 92 93    .....  .....
94 95 96 97 98 - 99 9A 9B 9C 9D    .....  .....
9E 9F 80 81 82 - 83 84 85 86 87    .....  .....
88 89 8A 8B 8C - 8D 8E 8F 90 91    .....  .....
92 93 94 95 96 - 97 98 99 9A 9B    .....  .....
9C 9D 9E 9F A0 - A1 A2 A3 A4 A5    .....  .....
A6 A7 A8 A9 AA - AB AC AD AE AF    .....  .....
B0 B1 B2 B3 B4 - B5 B6 B7 B8 B9    .....  .....
BA BB BC BD BE - BF A0 A1 A2 A3    .....  .....
A4 A5 A6 A7 A8 - A9 AA AB AC AD    .....  .....
AE AF B0 B1 B2 - B3 B4 B5 B6 B7    .....  .....
B8 B9 BA BB BC - BD BE A1 23 E1    .....  ...#.

在这种配置中，似乎有一个额外的位8号设置为1，然后又丢失了第6号位。

对问题的根源有什么建议吗？

avr-gcc

uart

atmega

回答 2

Stack Overflow用户

发布于 2020-12-04 14:34:13

#define BAUDRATE ((F_CPU)/(UART_BAUD*16UL)-1)

对于F_CPU = 1'000'000，UART_BAUD = 19'200和向下四舍五入，您将得到：

1000000 / (19200 * 16) -1=2

实际的uart速度将是

1000000 / 16 / (2 + 1) = 20833

这给了你8.5%的误差。

即使启用2x模式(U2X in UCSRA)也于事无补。当从1 1MHz源时钟时，不可能正确地设置USART以这种速度进行通信。

但是，当从内部RC-振荡器时钟时，您可以选择更高的预分频器输出速度(通过相应地设置引信，或者以编程方式进行)。

例如，您可以选择2 MHz主时钟频率并设置USART以利用2x模式：

// rounding toward nearest integer, instead of downwards
// divide by 8 (instead of 16) in 2x mode
#define BAUDRATE ((F_CPU + (UART_BAUD*4))/(UART_BAUD*8)-1) // set baud rate value for UBRR

...

void uart_init (void)
{
    // the gcc compiler is able to update UBRRH and UBRRL on its own
    UBRR  = BAUDRATE;                           // set baud rate
    UCSRA = (1 << U2X);                         // enable 2x mode
    UCSRB = (1<<TXEN)|(1<<RXEN);                // enable receiver and transmitter
    UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);   // 8bit data format
}
...

现在，对于F_CPU = 2'000'000，BAUDRATE值为：

(2000000 + (4 * 19200) / (8 *19200)-1= 12

和实际速度：

2000000 /8/ (12 + 1) = 19231

它的误差小于0.2%

票数 1

Stack Overflow用户

发布于 2020-12-02 14:36:30

最后，解决了这个问题，我刚刚加入了一个外部晶体，它开始完美地工作了。我没想到内部振荡器会产生如此大的影响！

票数 0

页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持

原文链接：

https://stackoverflow.com/questions/65105653

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