基于ATmega128單片機的USART接口程序的開發(fā)

一般教科書上提供的UART收發(fā)的程序往往是一段采用輪循（Polling）方式完成收發(fā)的簡單代碼。但對于高速的AVR來講，采用這種方式大大降低了 MUC的效率。在使用AVR時，應根據芯片本身的特點（片內大容量數據存儲器RAM，更適合采用高級語言編寫系統(tǒng)程序），編寫高效可靠的UART收發(fā)接口（低層）程序。下面是一個典型的ATmega128的軟件USART的接口程序。

// 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

};

}

這段由CVAVR程序生成器產生的UART接口代碼是一個非常好的、高效可靠，并且值得認真學習和體會的。其特點如下：

1. 它采用兩個8字節(jié)的接收和發(fā)送緩沖器來提高MCU的效率，如當主程序調用Putchar（）發(fā)送數據時，如果UART口不空閑，就將數據放入發(fā)送緩沖器中，MCU不必等待，可以繼續(xù)執(zhí)行其它的工作。而UART的硬件發(fā)送完一個數據后，產生中斷，由中斷服務程序負責將發(fā)送緩沖器中數據依次送出。

2.數據緩沖器結構是一個線性的循環(huán)隊列，由讀、寫和隊列計數器3個指針控制，用于判斷隊列是否空、溢出，以及當前數據在隊列中的位置。

3. 用編譯控制命令#pragma savereg-和#pragma savereg+，使得由CVAVR在生成的中斷服務程序中不進行中斷保護（CVAVR生成中斷保護會將比較多的寄存器壓入堆棧中），而在中斷中嵌入匯編，只將5個在本中斷中必須要保護的寄存器壓棧。這樣提高了UART中斷處理的速度，也意味著提高了MCU的效率。

4.由于在接口程序Putchar（）、Getchar（）和中斷服務程序中都要對數據緩沖器的讀、寫和隊列計數器3個指針判斷和操作，為了防止沖突，在Putchar（）、Getchar（）中對3個指針操作時臨時將中斷關閉，提高了程序的可靠性。

建議讀者能逐字逐句地仔細分析該段代碼，真正理解和領會每一句語句（包括編譯控制命令的作用）的作用，從中體會和學習如何編寫效率高，可靠性好，結構優(yōu)良的系統(tǒng)代碼。這段程序使用的方法和技巧，對編寫SPI、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鑒。

作為現在的單片機和嵌入式系統(tǒng)的工程師，不僅要深入全面的掌握芯片和各種器件的性能，具備豐富的硬件設計能力；同時也必須提高軟件的設計能力。要學習和掌握有關數據結構、操作系統(tǒng)、軟件工程、網絡協(xié)議等方面的知識，具有設計編寫大的復雜系統(tǒng)程序的能力。

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