Atmega16 单片机串口通信与外部中断介绍

而在我们一般使用的电路板上，电源信号和TTL电平是5V的（在低功耗电路中是3.3V的），为了将信号转化为可用，需要做串口的电平转换。这一部分电路已经有相应的生产厂商做出了各种集成芯片，例如MAXIM公司的MAX232/MAX233芯片，就是实现5V电路中和PC实现串口通信的电平转换芯片，而MAX3232/MAX3233可以实现3.3V的电平转换。

串口寄存器介绍

USART I/O数据寄存器－UDR

USART发送数据缓冲寄存器和USART接收数据缓冲寄存器共享相同的I/O地址，称为USART数据寄存器或UDR。将数据写入UDR时实际操作的是发送数据缓冲器存器(TXB)，读UDR时实际返回的是接收数据缓冲寄存器(RXB)的内容。在5、6、7比特字长模式下，未使用的高位被发送器忽略，而接收器则将它们设置为0。只有当UCSRA寄存器的UDRE标志置位后才可以对发送缓冲器进行写操作。如果UDRE没有置位，那么写入UDR的数据会被USART发送器忽略。当数据写入发送缓冲器后，若移位寄存器为空，发送器将把数据加载到发送移位寄存器。然后数据串行地从TxD引脚输出。接收缓冲器包括一个两级FIFO，一旦接收缓冲器被寻址FIFO就会改变它的状态。因此不要对这一存储单元使用读-修改-写指令(SBI和CBI)。使用位查询指令(SBIC和SBIS)时也要小心，因为这也有可能改变FIFO的状态。

USART控制和状态寄存器A－UCSRA

&8226; Bit 7 – RXC: USART接收结束

接收缓冲器中有未读出的数据时RXC置位，否则清零。接收器禁止时，接收缓冲器被刷新，导致RXC清零。RXC标志可用来产生接收结束中断(见对RXCIE位的描述)。

&8226; Bit 6 – TXC: USART发送结束

发送移位缓冲器中的数据被送出，且当发送缓冲器(UDR)为空时TXC置位。执行发送结束中断时TXC标志自动清零，也可以通过写1进行清除操作。TXC标志可用来产生发送结束中断(见对TXCIE位的描述)。

&8226; Bit 5 – UDRE: USART数据寄存器空

UDRE标志指出发送缓冲器(UDR)是否准备好接收新数据。UDRE为1说明缓冲器为空，已准备好进行数据接收。UDRE标志可用来产生数据寄存器空中断(见对UDRIE位的描述)。复位后UDRE置位，表明发送器已经就绪。

&8226; Bit 4 – FE:帧错误

如果接收缓冲器接收到的下一个字符有帧错误，即接收缓冲器中的下一个字符的第一个停止位为0，那么FE置位。这一位一直有效直到接收缓冲器(UDR)被读取。当接收到的停止位为1时，FE标志为0。对UCSRA进行写入时，这一位要写0。

&8226; Bit 3 – DOR:数据溢出

数据溢出时DOR置位。当接收缓冲器满(包含了两个数据)，接收移位寄存器又有数据，若此时检测到一个新的起始位，数据溢出就产生了。这一位一直有效直到接收缓冲器(UDR)被读取。对UCSRA进行写入时，这一位要写0。

&8226; Bit 2 – PE:奇偶校验错误

当奇偶校验使能(UPM1 = 1)，且接收缓冲器中所接收到的下一个字符有奇偶校验错误时UPE置位。这一位一直有效直到接收缓冲器(UDR)被读取。对UCSRA进行写入时，这一位要写0。

&8226; Bit 1 – U2X:倍速发送

这一位仅对异步操作有影响。使用同步操作时将此位清零。此位置1可将波特率分频因子从16降到8，从而有效的将异步通信模式的传输速率加倍。

&8226; Bit 0 – MPCM:多处理器通信模式

设置此位将启动多处理器通信模式。MPCM置位后，USART接收器接收到的那些不包含地址信息的输入帧都将被忽略。发送器不受MPCM设置的影响。详细信息请参考P150“多处理器通讯模式”。

USART控制和状态寄存器B－UCSRB

&8226; Bit 7 – RXCIE:接收结束中断使能

置位后使能RXC中断。当RXCIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的RXC亦为1时可以产生USART接收结束中断。

&8226; Bit 6 – TXCIE:发送结束中断使能

置位后使能TXC中断。当TXCIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的TXC亦为1时可以产生USART发送结束中断。

&8226; Bit 5 – UDRIE: USART数据寄存器空中断使能

置位后使能UDRE中断。当UDRIE为1，全局中断标志位SREG置位，UCSRA寄存器的UDRE亦为1时可以产生USART数据寄存器空中断。

&8226; Bit 4 – RXEN:接收使能

置位后将启动USART接收器。RxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。禁止接收器将刷新接收缓冲器，并使FE、DOR及PE标志无效。

&8226; Bit 3 – TXEN:发送使能

置位后将启动将启动USART发送器。TxD引脚的通用端口功能被USART功能所取代。TXEN清零后，只有等到所有的数据发送完成后发送器才能够真正禁止，即发送移位寄存器与发送缓冲寄存器中没有要传送的数据。发送器禁止后，TxD引脚恢复其通用