【正文】 過程T o u tV p o tV r s tV c cR E S E TT I M E O U T內(nèi)部復(fù)位圖 33 RESET 引腳由外部控制時，MPU 的啟動過程：、外部復(fù)位。引腳 RESET 上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU 復(fù)○ 2 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2020位。、看門狗復(fù)位。看門狗使能并且看門狗定時器溢出時復(fù)位發(fā)生?！?掉電檢測復(fù)位。掉電檢測復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限○ 4VBOT 時MCU 即復(fù)位。 ATmega8 同步/異步串行接口 USART⑴、概述USART 收發(fā)模塊分為三大部分：時鐘發(fā)生器、數(shù)據(jù)發(fā)送器和接收器，控制寄存器為所有的模塊共享，時鐘發(fā)生器由同步邏輯電路（同步從模式下由外部時鐘輸入驅(qū)動）和波特率發(fā)生器組成。發(fā)送時鐘引腳 XCK 僅用于同步發(fā)送模式下，發(fā)送器部分由一個單獨(dú)的寫入緩沖器（發(fā)送 UDR） 、一個串行移位寄存器、校驗(yàn)位發(fā)生器和用于處理不同幀結(jié)構(gòu)的控制邏輯電路構(gòu)成。使用寫入緩沖器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)發(fā)送多幀數(shù)據(jù)無延時的通信。接收器是 USART 模塊中最復(fù)雜的部分、最主要的是時鐘和數(shù)據(jù)接收單元。數(shù)據(jù)接收單元用作異步數(shù)據(jù)的接收。除了接收單元、接收器還包括校驗(yàn)位校驗(yàn)器、控制邏輯、移位寄存器和兩級接收緩沖器（接收 UDR） 。接收器支持與發(fā)送器相同的幀結(jié)構(gòu)，同時支持幀錯誤、數(shù)據(jù)溢出和校驗(yàn)錯誤的檢測。⑵、串行時鐘發(fā)生時鐘發(fā)生邏輯為發(fā)送器和接收器提供基本的時鐘，USART 支持 4 種時鐘工作模式，普通異步模式、兩倍速異步模式、主機(jī)同步模式和從機(jī)同步模式、USART 控制和狀態(tài)寄存器 C（UCSRC）中的 UMSEL 位用于選擇同步或異步模式。雙倍速模式（只有異步模式有效）由 UCSRA 寄存器中的 U2X 位控制，當(dāng)使用同步模式時，XCK 引腳的數(shù)據(jù)方向寄存器(DDR_xck) 控制了時鐘源是來自內(nèi)部的（主機(jī)模式）還是由外部驅(qū)動（從機(jī)模式） 。XCK 引腳只在使用同步模式下有效。內(nèi)部時鐘發(fā)生被用于異步模式和同步主機(jī)模式，USART 的波特率寄存器 UBRR 和預(yù)分頻向下計數(shù)器（DOWNCOUNTER）相連接，一起構(gòu)成可編程的預(yù)分頻器或波特率發(fā)生器，向下計數(shù)器對系統(tǒng)時鐘計數(shù)，當(dāng)其計數(shù)到零或 UBRRL 寄存器被寫時，會自動裝入 UBRR 寄存器的數(shù)值，當(dāng)計數(shù)到零時產(chǎn)生一個時鐘，該時鐘作為波特率發(fā)生器輸出時鐘，輸出時鐘的頻率為 fosc/(UBRR+1)。發(fā)送器對波特率發(fā)生器的輸出時鐘進(jìn)行 8 或 16 的分頻，具體情況取決于工作模式。波特率發(fā)生器的輸出被直接用作接收器和數(shù)據(jù)接收單元的時鐘。然而，接收單元使用了一個 8 或 16 個狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)，具體狀態(tài)由 UMSEL、U2X 和 DDR_xck 位設(shè)定的工作模式?jīng)Q定。下表給出了計算波特 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2121率和計算每一種使用內(nèi)部時鐘源工作的模式的 UBRR 值的公式。表 34 波特率和 UBRR 值計算使用模式 波特率的計算 UBRR 值的計算異步正常模式 U2X=0 BAUD=fosc/16(UBRR+1) BARR=fosc/(16*BAUD)異步倍速模式 U2X=1 BAUD=fosc/8(UBRR+1) BARR=fosc/(8*BAUD)同步主機(jī)模式 BAUD=fosc/2(UBRR+1) BARR=fosc/(2*BAUD)⑶、數(shù)據(jù)幀格式一個串行數(shù)據(jù)幀是由一個數(shù)據(jù)位字加上同步位（開始和結(jié)束位）以及作為檢錯的檢驗(yàn)位三部分構(gòu)成，ATMEGA8 的 USART 可以使用以下幾種有效組合的數(shù)據(jù)幀格格式：、1 個起始位○ 8 或 9 位數(shù)據(jù)位○ 一個無、奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)○ 1 或 2 個停止位○ 4一個數(shù)據(jù)幀是以起始位開始，緊接著是數(shù)據(jù)字的最低位，數(shù)據(jù)字最多可以是 9 個數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位以數(shù)據(jù)的最高位結(jié)束，如果使能了校驗(yàn)位，校驗(yàn)位將接著數(shù)據(jù)位，最后是結(jié)束位，當(dāng)一個完整的數(shù)據(jù)幀傳輸后，可以直接跟著傳送下一個新的數(shù)據(jù)幀，或者使通信線路處于空閑狀態(tài)。數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)由 UCSRB 和 UCSRC 寄存器中的 、 和 USBS 位設(shè)置和定義，接收和發(fā)送使用同樣的定義設(shè)置，注意：任何這些設(shè)置的改變都會打斷正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送和接收通信。USART 幀的字長位（UCSZ2:0 ）確定了數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)位數(shù)， USART 的校驗(yàn)?zāi)Ｊ轿唬?）用于使能和決定校驗(yàn)的類型。選擇一位或兩位結(jié)束位由 USART 的USBS 位設(shè)置。但接收器是忽略第二個停止位的。因此幀錯誤（FE）只會在第一個結(jié)束位為“0”時被檢測到。校驗(yàn)位的計算是對數(shù)據(jù)位的各個位進(jìn)行異或運(yùn)算，其結(jié)果再同“0”或“1” 進(jìn)行異或運(yùn)算。如在數(shù)據(jù)格式中定義使用校驗(yàn)位，則校驗(yàn)位值將出現(xiàn)在最后一個數(shù)據(jù)位和第一個停止位之間。⑷、數(shù)據(jù)發(fā)送USART 的數(shù)據(jù)發(fā)送是由 UCSRB 寄存器中的發(fā)送允許位 TXEN 設(shè)置，當(dāng)被 TXEN 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2222使能時，TXD 引腳的通用 I/O 性能將被 USART 代替，作為發(fā)送器的品德輸出引腳。如果使用同步發(fā)送模式，內(nèi)部產(chǎn)生的發(fā)送器時鐘信號施加到 XCK 引腳上，作為串行數(shù)據(jù)發(fā)送的時鐘。5 至 8 位數(shù)據(jù)：發(fā)送是通過把將要傳送的數(shù)據(jù)放到發(fā)送緩沖器中來初始化的，CPU 通過寫入到UDR 發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器來加載發(fā)送緩沖。當(dāng)移位寄存器為發(fā)送下一幀準(zhǔn)備就緒時，緩沖的數(shù)據(jù)將被移到移位寄存器中，如果移位寄存器外于空閑狀態(tài)或剛結(jié)束前一幀的最后一個停止位的傳送，它將裝載新的數(shù)據(jù)，一旦移位寄存器中的裝載了新的數(shù)據(jù)，就會按照設(shè)定的數(shù)據(jù)幀模式和速率完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送。⑸、傳送標(biāo)志位和中斷：USART 的發(fā)送器有兩個標(biāo)志，USART 數(shù)據(jù)寄存器空 UDRE 標(biāo)志和傳送完成 TXC標(biāo)志，兩個標(biāo)志位都能發(fā)生中斷。數(shù)據(jù)寄存器空 UDRE 標(biāo)志位表示發(fā)送緩沖器是否就緒，可以接受一個新的數(shù)據(jù)。該位發(fā)送緩沖器空時被置“1” ，當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)含有正在發(fā)送的數(shù)據(jù)時，該位為 “0”.為了和其他的器件兼容，建議在寫 UCSRA 寄存器時，該位寫為“0” 。當(dāng) UCSRB 寄存器中的數(shù)據(jù)寄存器空中斷允許位 UDRIE 為“1” 時，只要 UDRE 被置位，就將主生 USART 數(shù)據(jù)寄存器空中斷申請。UDRE 位在發(fā)送寄存器 UDR 的寫入后被自動清零。當(dāng)采用中斷方式的數(shù)據(jù)傳送時，在數(shù)據(jù)寄存器空中斷服務(wù)程序中必須寫一個新的數(shù)據(jù)到 UDR 中，以清零 UDRE，或者屏蔽掉數(shù)據(jù)寄存器空中斷標(biāo)志，否則，一旦該中斷程序結(jié)束后，一個新的中斷將再次產(chǎn)生。⑹、USART 的初始化USART 接口在通信前，必須首先進(jìn)行初始化，初始化過程通常包括波特率的設(shè)定，幀結(jié)構(gòu)的設(shè)定和根據(jù)需要的接收器或發(fā)送器的使能，對于中斷驅(qū)動的 USART 操作，在初始化時，全局中斷標(biāo)志位應(yīng)該先被零（全局中斷被屏蔽）然后再進(jìn)行 USART 的初始化（如改變波特率或幀結(jié)構(gòu)） 。重新改變 USART 的設(shè)置應(yīng)該在沒有有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下進(jìn)行，TXC 標(biāo)志位可以用來檢驗(yàn)一個數(shù)據(jù)幀的發(fā)送是否已經(jīng)完成，RXC 標(biāo)志位可以用來檢驗(yàn)是不在接收緩沖器中還有數(shù)據(jù)未讀出，在每次發(fā)發(fā)送前（在寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器 UDR 前） ，TXC 標(biāo)志位必須清零。初始化過程：、波特率設(shè)定：UBRR 寄存器中的數(shù)值確定波特率的大小，取值為 0255?！?1 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2323例如：異步正常模式(U2X=0)，UBRR=fosc/(16*BAUD)。、幀結(jié)構(gòu)設(shè)定：由 UCSRB 和 UCSRC 寄存器中的 UCSZx、 和 USBS 位○ 2設(shè)置。UCSZ0 、UCSZ1 、 UCSZ2 確定了數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)位數(shù)，UPM0、UPM1 用于使能和決定校驗(yàn)的類型，USBS 位設(shè)置停止位位數(shù)。、接收器或發(fā)送器的使能：USART 的數(shù)據(jù)發(fā)送是由 UCSRB 寄存器中的發(fā)送允○ 3許位 TXEN 設(shè)置，當(dāng)被 TXEN 使能時，TXD 引腳的通用 I/O 性能將被 USART 代替，作為發(fā)送器的輸出引腳。如果使用同步發(fā)送模式，內(nèi)部產(chǎn)生的發(fā)送器時鐘信號施加到XCK 引腳上，作為串行數(shù)據(jù)發(fā)送的時鐘。UCSRB 寄存器：RXCIE TXCIE UDRIE RXEN TXEN UCSZ2 RXB8 TXB8RXCIE：接收結(jié)束中斷使能置位后使能 RXC 中斷。當(dāng) RXCIE 為 1，全局中斷標(biāo)志位 SREG 置位，UCSRA 寄存器的 RXC 亦為 1 時可以產(chǎn)生 USART 接收結(jié)束中斷。TXCIE：發(fā)送結(jié)束中斷使能置位后使能 TXC 中斷。當(dāng) TXCIE 為 1，全局中斷標(biāo)志位 SREG 置位，UCSRA 寄存器的 TXC 亦為 1 時可以產(chǎn)生 USART 發(fā)送結(jié)束中斷。UDRIE：USART 數(shù)據(jù)寄存器空中斷使能置位后使能 UDRE 中斷。當(dāng) UDRIE 為 1，全局中斷標(biāo)志位 SREG 置位，UCSRA寄存器的 UDRE 亦為 1 時可以產(chǎn)生 USART 數(shù)據(jù)寄存器空中斷。RXEN：接收使能置位后將啟動 USART 接收器。RxD 引腳的通用端口功能被 USART 功能所取代。禁止接收器將刷新接收緩沖器，并使 FE、DOR 及 PE 標(biāo)志無效。TXEN：發(fā)送使能置位后將啟動 USART 發(fā)送器。TxD 引腳的通用端口功能被 USART 功能所取代。清零后，只有等到所有的數(shù)據(jù)發(fā)送完成后發(fā)送器才能夠真正禁止，即發(fā)送移位寄存器與發(fā)送緩沖寄存器中沒有要傳送的數(shù)據(jù)。發(fā)送器禁止后，TxD 引腳恢復(fù)其通用 I/O 功能。UCSZ2：字符長度UCSZ2 與 UCSRC 寄存器的 UCSZ1:0 結(jié)合在一起可以設(shè)置數(shù)據(jù)幀所包含的數(shù)據(jù)位數(shù)(字符長度 )。 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2424RXB8：接收數(shù)據(jù)位 8對 9 位串行數(shù)據(jù)幀進(jìn)行操作時，RXB8 是第 9 個數(shù)據(jù)位。讀取 UDR 包含的低位數(shù)據(jù)之前首先要讀取 RXB8。TXB8：發(fā)送數(shù)據(jù)位 8對 9 位串行數(shù)據(jù)幀進(jìn)行操作時，TXB8 是第 9 個數(shù)據(jù)位。寫 UDR 之前首先要對它進(jìn)行寫操作。UCSRC 寄存器：URSEL UMSEL UPM1 UPM0 USBS UCSZ1 UCSZ0 UCPOLURSEL：寄存器選擇通過該位選擇訪問 UCSRC 寄存器或 UBRRH 寄存器。當(dāng)讀 /寫 UCSRC 時，該位為1，當(dāng)對 UBRRH 訪問時， URSEL 為 0；UMSEL：USART 模式選擇通過這一位來選擇同步或異步工作模式。表 35 UMSEL 設(shè)置UMSEL 模式0 異步操作1 同步操作UPMUPM0：奇偶校驗(yàn)?zāi)Ｊ竭@兩位設(shè)置奇偶校驗(yàn)的模式并使能奇偶校驗(yàn)。如果使能了奇偶校驗(yàn)，那么在發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送器都會自動產(chǎn)生并發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。對每一個接收到的數(shù)據(jù)，接收器都會產(chǎn)生一個奇偶值，并與 UPM0 所設(shè)置的值進(jìn)行比較。如果不匹配，那么就將 UCSRA中的 PE 置位。表 36 UPM 設(shè)置UPM1 UPM0 奇偶模式0 0 禁止0 1 保留1 0 偶校驗(yàn)1 1 奇校驗(yàn)USBS：停止位選擇 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2525通過這一位可以設(shè)置停止位的位數(shù)。接收器忽略這一位的設(shè)置。表 37 USBS 設(shè)置USBS 停止位位數(shù)0 11 2UCSZ1，UCSZ0：字符長度UCSZ1,UCSZ0 與 UCSRB 寄存器的 UCSZ2 結(jié)合在一起可以設(shè)置數(shù)據(jù)幀包含的數(shù)據(jù)位數(shù)( 字符長度 )。表 38 UCSZ 設(shè)置UCSZ2 UCSZ1 UCSZ0 字符長度 0 0 0 50 0 1 60 1 0 70 1 1 81 0 0 保留1 0 1 保留1 1 0 保留1 1 1 9UCPOL: 時鐘極性這一位僅用于同步工作模式。使用異步模式時，將這一位清零。UCPOL 設(shè)置了輸出數(shù)據(jù)的改變和輸入數(shù)據(jù)采樣，以及同步時鐘 XCK 之間的關(guān)系。表 39 UCPOL 設(shè)置UCPOL 發(fā)送數(shù)據(jù)的改變(TxD 引腳的輸出) 接收數(shù)據(jù)的采樣(RxD 引腳的輸入 )0 XCK 上升沿 XCK 下降沿1 XCK 下降沿 XCK 上升沿UCSRA 寄存器：RXC TXC UDRE FE DOR PE U2X MPCMRXC：置 1： USART 接收結(jié)束，否則為 0 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2626TXC：置 1：USART 發(fā)送結(jié)束，否則為 0UDRE: 置 1：發(fā)送緩沖器空，否則為