基于AT90S8515的串行通信及其应用

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基于AT90S8515的串行通信及其应用

引 言

  美国ATMEL公司推出的90系列单片机是增强RISC内载Flash的高性能八位单片机,通称为AVR单片机,设计上采用低功耗CMOS技术,而且在软件上有效支持C高级语言(用IAR系统的ICC90C编译器编译)及汇编语言(用ATP汇编器编译)。

  其中AT90S8515是功能较强的一种型号,它有40引脚PDIP和44引脚PLCC、TQFP等多种封装形式,具有120条功能强大的指令,而且大多数执行时间为单时钟周期,指令周期最短仅为125ns。它具有以下主要特征:片内有8K字节可下载的Flash存储器,程序下载采用其SPI串行接口,使用寿命为1000次;32条通用I/O线及32个通用8位寄存器R0~R31,64个I/O专用寄存器;512字节的EEPROM(使用寿命为10万次)及512字节的内部SRAM;供电电压在VCC为4.0~6.0V内可以全静态工作范围为0~8MHz;提供内部及外部中断源;带片内晶振器的可编程看门狗定时器;并有2种可通过软件选择的电源节电模式:闲置模式、掉电模式;可编程的全双工串行通信接口UART;一个8位定时器/计数器T/C0,一个16位的带预分频及比较模式、捕获模式及双工8位、9位或10位的PWM输出的定时器/计数器T/C1。本文着重介绍其片内UART在实际中的应用。

1 串行接口UART的主要特征和工作原理

  1.1 串行接口UART的主要特征

  AT90S8515带有一个全双工的通用异步收发器(UART),特征如下:

  (1)波特率发生器可以生成任何波特率;

  (2)在XTAL低频率下有高的波特率;

  (3)8位和9位数据;

  (4)噪声滤波;

  (5)超越误差的检测;

  (6)帧错误检测;

  (7)错误起始位检测;

  (8)3个独立的中断,即TX完成,TX数据寄存器空,RX完成。

  其数据发送通过把被传送的数据写入UART的I/O数据寄存器UDR来初始化,然后数据从UDR传送到移位寄存器中。在波特率时钟加载到移位寄存器的传送操作时,起始位从TXD引脚移出,然后是数据最低位在先。当停止位被移出时,如果在传送中有新数据写入UDR中,则被装入移位寄存器中,同时,UART的状态寄存器USR的UDRE位(UART状态寄存器空)被设置,直到UDR被重写。当没有新的数据被写入时,而且停止位在TXD上保持了一位的长度,USR的TX完成标志位TXC被设置。

  当UART的控制寄存器UCR中的TXEN位被置为1时,允许UART发送,此时PD1被作为发送线。

  通过读UDR寄存器,接收数据寄存器被访问。接收器以16倍波特率采样RXD引脚的信号,当线路闲置时,一个逻辑0的采样将被转换为起始位的下降沿,并且起始位的探测序列被初始化,然后,接受器在第8、9和10个采样点采样中,如果得到两个或两个以上是逻辑1,则认为起始位是噪声尖峰而拒绝,继续探测下一个1到0的转换。如果起始位被发现后,开始采样数据位,这些位也在第8、9和10个采样点采样,3取2作为该位的逻辑值,在采样的同时被移入传送寄存器。当停止位为逻辑0,则USR的FE(帧错误)标志被置1,在读UDR前,用户应检查FE帧错误标志。在读UDR后应检查OR位来检测任何的超越错误。

  当UART的控制寄存器UCR中的RXEN位被置为1时,允许UART数据接收,此时PD0被作为接收线。

  1.2 UART的主要寄存器及设置

  UART的I/O数据寄存器UDR是两个物理分离的寄存器分享相同的I/O地址,当写入UDR寄存器时,UART的发送寄存器被写入;当读UDR寄存器时,读的是UART的接收寄存器。

  UART的波特率寄存器UBRR是8位可读/写的寄存器,用以确定波特率。用户进行串行通信编程的重点是了解UCR及USR的使用。

  1.2.1 UART控制寄存器———UCR

UART控制寄存器———UCR

  位7——RXCIE:RX完成中断使能,当该位置1且SREG中的I位设为1时,在USR中设置RXC位将导致接收完成中断被执行;

  位6———TXCIE:TX完成中断使能,当该位置1且SREG中的I位设为1时,在USR中设置TXC位将导致发送完成中断被执行;

  位5———UDRIE:UART数据寄存器空中断使能,当该位置1且SREG中的I位设为1时,在USR中设置UDRIE位将导致发送UART数据寄存器空中断被执行;

  位4———RXEN:接收使能,当该位被设置时允许UART接收,当接收器被禁止时,TXC、OR、FE位的状态标志不能  设置,否则,在把RXEN关闭时不能消除它们;

  位3———TXEN:发送使能,当该位被设置时允许UART发送,如在发送数据时禁止发送器,则在移位寄存器的数据和后续UDR中的数据被全部发送完成之前,发遂器不会被禁止;

  位2———CHR9:9位字符的发送或接收,发送和接收的数据是9位数据位和1位起始位、1位停止位。第9位通过UTP中的RXB8和TXB8位分别读和写;

  位1———RXB8:当CHR9被设置时,RXB8是收到数据的第9数据位;

  位0———TXB8:当CHR9被设置时,TXB8是发送数据的第9数据位。

  1.2.2 UART状态寄存器———USR

UART状态寄存器———USR

  USR提供各种状态信息,其格式如下:

  位7——RXC:UART接收完成,当使用中断数据接收时,接收完成中断子程序必须读UDR而消除RXC,否则在子程序完成时又引起新的中断;

  位6———TXC:UART发送完成,当发送移位寄存的全部数据被移出后且没有新的数据写入UDR时,该位置1,TXC在执行相应的中断向量时被硬件清除;

  位5———UDRE:UART数据寄存器空,当写入UDR的字符被传送到发送移位寄存器中时该位被设置,表示发送器准备新的数据发送。

  位4———FE:帧出错,当收到的

数据的停止位为0时,该位置1,FE在收到的数据的停止们为1时被清除; 如果觉得 基于AT90S8515的串行通信及其应用这篇文章不错,可以推荐给朋友分享哦。

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