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CVAVR生成的典型USART收发的接口程序

一般教科书上提供的UART收发的程序往往是一段采用轮循（Polling）方式完成收发的简单代码 。但对于高速的AVR来讲 ， 采用这种方式大大降低了MUC的效率 。在使用AVR时 ， 应根据芯片本身的特点（片内大容量数据存储器RAM ， 更适合采用高级语言编写系统程序） ， 编写高效可靠的UART收发接口（低层）程序 。下面是一个典型的USART的接口程序 。
//usart.h


//常量定义
#define BAUDRATE9600//波特率
//#define F_CPU4000000 //晶振频率4.0MHz


#define RXB8 1
#define TXB8 0
#define PE 2//M16
//#define UPE 2//M128
#define OVR 3
#define FE 4
#define UDRE 5
#define RXC 7


//宏定义
#define FRAMING_ERROR (1< #define PARITY_ERROR (1 #define DATA_OVERRUN (1< #define DATA_REGISTER_EMPTY (1< #define RX_COMPLETE (1<

// USART Receiver buffer
// 全局变量,会在中断服务程序中被修改 ， 须加volatile限定 ， 不要就会出错啦
#define RX_BUFFER_SIZE 16// 接收缓冲区大小 ， 可根据需要修改
volatile ｃｈａｒ rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE]; // 接收缓冲区 ， 为ｃｈａｒ型变量组成的数组 ， 该数组构成环形队列 ， 个数为RX_BUFFER_SIZE
volatile unsigned ｃｈａｒ rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter;
// This flag is set on USART Receiver buffer overflow
volatile ｃｈａｒ rx_buffer_overflow;//接收缓冲区溢出标志


// USART Transmitter buffer
#define TX_BUFFER_SIZE 16
volatile ｃｈａｒ tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE];
volatile unsigned ｃｈａｒ tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter;


// 函数声明
ｃｈａｒ get_c(void);
void put_c(ｃｈａｒ c);
void put_s(ｃｈａｒ *ptr);
void init_USART(void);
//usart.c


#include
#include
#include
#include "usart.h"


/*接收中断*/
ISR(USART_RXC_vect)
{
ｃｈａｒ status,data;
status=UCSRA;//读取接收状态标志位 ， 必须先读 ， 当读了UDR后 ， UCSRA便自动清零了
data=http://www.dg8.com.cn/tool/UDR;//读取USART数据寄存器 ， 这句与上句位置不能颠倒的
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)//判断本接收到的数据是否有数据帧、校验或数据溢出错误（此处指USART的硬件接收溢出）
{
rx_buffer[rx_wr_index]=data;// 将数据填充到接收缓冲队列中
if (++rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE)//写指针指向下一个单元 ， 并判断是否到了队列的尾部 ， （不表示接受缓冲区是否满！）
rx_wr_index=0; //到了尾部 ， 则指向头部（构成环状）
if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE)//队列中收到字符加1 ， 并判断是否队列已满
{
rx_counter=0;// 队列满了 ， 队列中收到字符个数为0 ， 表示队列中所有以前的数据作废 ， 因为最后的数据已经把最前边的数据覆盖了
rx_buffer_overflow=1;//置缓冲区溢出标志 。在主程序中必要的地方需要判断该标志 ， 以证明读到数据的完整性
};
};
}
/*接收单个字符*/
ｃｈａｒ get_c(void)
{
ｃｈａｒ data;
while (rx_counter==0);//接收数据队列中没有数据可以读取 ， 等待......（注2）
data=http://www.dg8.com.cn/tool/rx_buffer[rx_rd_index];//读取缓冲队列中的数据
if (++rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0;//读取指针指向下一个未读的数据 ， 如果指到了队列尾部 ， 则指回到队列头步
cli();// 关中断！非常重要
--rx_counter; //队列中未读数据个数减1 。因为该变量在接收中断中要改变的 ， 为了防止冲突 ， 所以改动前临时关闭中断 。程序相当可靠了 。
sei();// 开中断
return data;
}


//发送中断
ISR(USART_TXC_vect)
{
if (tx_counter)
{
--tx_counter;
UDR=tx_buffer[tx_rd_index];
if (++tx_rd_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_rd_index=0;
};
}
/*发送单个字符*/
void put_c(ｃｈａｒ c)
{
while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE);//发送数据队列中还有数据没有发送完 ， 等待
cli();
if (tx_counter || ((UCSRA & DATA_REGISTER_EMPTY)==0))//若发送数据队列有数据或者数据寄存器UDR非空时执行(因为队列先进先出的原因 ， 所以 ， c要放进非空的发送数据队列里面)
{
tx_buffer[tx_wr_index]=c;
if (++tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0;
++tx_counter;
}
else
UDR=c;
sei();
}
/*发送字符串*/
void put_s(ｃｈａｒ *ptr)
{
while (*ptr)
{
put_c(*ptr++);
}
put_c(0x0D);
put_c(0x0A); //结尾发送回车换行
}


/*USART 初始化*/
void init_USART(void)
{


//USART 9600 8, n,1 PC上位机软件(超级终端等)也要设成同样的设置才能通讯
UCSRC = http://www.dg8.com.cn/tool/(1< UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;
UCSRA = 0x00;
//接收使能 ， 发送使能 ， 接收中断使能 ， 发送中断使能
UCSRB=(1<

/***********************************************
**** 名 称：AVR USART（RS232）低层驱动+中间层软件示例
****
**** 作 者：zhiyu
**** 编译器：WINAVR20070525
****
【CVAVR生成的典型USART收发的接口程序】**** 参 考：http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?mother_form=bbs_content.jsp&bbs_id=1000&bbs_page_no=1&bbs_sn=147242
《高档8位单片机ATmega128原理与开发应用指南（上）》--马潮 P320
《嵌入式C编程与ATMEL AVR》-- 国外计算机经典教材 P141
**** 日 期：2007.07.19
****
**** 芯 片：M16L
**** 时钟源：外部4M晶振
****
**** 结 果：测试成功
**** 问 题：暂无
***********************************************/
//#include
//#include
#include
#include "usart.h"


int main(void)
{
init_USART();
sei();//总中断允许
put_s("Hello！");
put_s("这是一个简单的高速的串口驱动程序");
put_s("请你输入任意的字符 ， 单片机将返回你输入的字符");
while (1)
{
put_c(get_c());
}
}
//Makefile,主要的几项,只是针对我这里的程序,要灵活运用哦


MCU = atmega16


F_CPU = 4000000


TARGET = main


SRC = http://www.dg8.com.cn/tool/$(TARGET).c usart.c//多文件编译才会用到这一项 ， 可以参考这个帖子:


http://www.mcublog.com/blog/user1/4266/archives/2006/6145.html


*****************************************************/
这段由CVAVR程序生成器产生的UART接口代码是一个非常好的、高效可靠 ， 并且值得认真学习和体会的 。其特点如下：
l.它采用两个8字节的接收和发送缓冲器来提高MCU的效率.当主程序调用getchar()函数时,按顺序执行到while (rx_counter==0)处,接收数据队列里面就没有数据,如果再没有数据输入,那么就只能死在那里等待.如果有数据输入的话,中断很快就响应,数据就会迅速地填充接收数据队列,rx_counter!=0,这个死等待也就给瓦解了,让程序执行接下来的那句data=http://www.dg8.com.cn/tool/rx_buffer[rx_rd_index]了.最后return data;,返回输入的值;如当主程序调用Putchar()发送数据时 ， 如果UART口不空闲 ， 就将数据放入发送缓冲器中 ， MCU不必等待 ， 可以继续执行其它的工作 。而UART的硬件发送完一个数据后 ， 产生中断 ， 由中断服务程序负责将发送缓冲器中数据依次自动送出 。
C语言书本里有其中一段:
getchar()函数(字符输入函数)的作用是从终端(或系统隐含指定的输入设备)输入一个字符.getchar()函数没有参数.当你输入一个字符时候,比如'a'后,要按'Enter'键,字符才能送到内存!你一旦按了这个'Enter',上面的程序就会执行中断响应了,
2.数据缓冲器结构是一个线性的循环队列 ， 由读、写和队列计数器3个指针控制 ， 用于判断队列是否空、溢出 ， 以及当前数据在

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