AVR单片机USART0串口通信详解及初始化设置

AVR系列单片机的串口通讯是一种常用的数据通信方式，特别是在嵌入式系统开发中占据重要地位。本文主要介绍了Atmega128单片机的两个串口之一——USART0的详细配置和使用方法，特别是针对异步通信模式下的操作。 首先，初始化串口通信过程至关重要。在进行波特率设置、帧格式设定和发送/接收功能配置之前，需要确保USART0处于关闭状态，通过将UCSR0B寄存器清零来实现： ```c UCSR0B = 0B00000000; // 关闭USART0的所有功能 ``` 接下来，配置串口工作模式。在UCSR0A寄存器中，可以设置波特率加倍因子（U2X0），这会将异步模式下的传输速率提高一倍，但同步模式下需清零该位： ```c UCSR0A = 0B00000000; // 不使用波特率加倍 ``` UCSR0C寄存器用于选择通信模式、校验类型、停止位和数据位长度。例如，要设置为异步模式（UMSEL0=0）、无校验（UPM01=00）、1位停止位（USBS0=0）和8位数据位（UCSZ01=0），则： ```c UCSR0C = 0B00000110; // 异步模式，无校验，1位停止位，8位数据位 ``` 波特率的计算涉及CPU频率和UBRR寄存器值的设置。UBRR0H和UBRR0L是16位的波特率发生寄存器，具体设置需要根据U2X0的状态以及目标波特率来计算。例如，如果CPU频率为16MHz，要设置9600bps波特率（在不使用倍速发送时），UBRR0的值可能为： ```c if (!U2X0) { // 没有波特率加倍 UBRR0H = (F_CPU / (16 * 9600)) >> 8; UBRR0L = F_CPU / (16 * 9600); } else { UBRR0H = (F_CPU / (8 * 9600)) >> 8; UBRR0L = F_CPU / (8 * 9600); } ``` 最后，发送和接收的使能及中断管理也是串口通讯的重要部分。可以通过UCSR0B设置接收或发送的使能，并决定是否启用中断。在使用中断前，确保已关闭中断： ```c UCSR0B &= ~(1 << RXEN0); // 接收使能（RXEN0） UCSR0B &= ~(1 << TXEN0); // 发送使能（TXEN0） UCSR0B &= ~(1 << RXCIE0); // 关闭接收中断请求（RXCIE0） ``` 在完成上述设置后，USART0就可以进行异步通信了。需要注意的是，实际编程时应结合具体硬件配置和应用需求进行调整，并处理好数据的发送和接收过程，以及相应的错误检查和处理机制。掌握AVR系列单片机的串口通讯技术对于设计高效、稳定的嵌入式系统至关重要。