Sériové komunikačné rozhranie
Zo stránky SensorWiki
Sériové komunikačné rozhranie (UART)
Úlohy
- Nahrajte si knižnice pre prácu so sériovou linkou, preštudujte využitie knižnice <stdio.h> a demonštrujte.
- Oboznámte sa s programom StampPlot a zobrazte časový priebeh teploty z termistora.
- Vyhodnotením prechodového deja identifikujte veľkosť kondenzátora vo výstupnom filtri.
Literatúra:
- Using the USART with AVR-GCC
- Interrupt driven USARTs
- Ako používať USART: knižnica a príklady...
USART
serial.h
/* ************************************************************************* */
/* */
/* Description : Header file for serial.c */
/* Based on AppNote AVR109 - Self-programming */
/* */
/* FileName : serial.h */
/* Compiler : AVR-GCC/avr-libc(>= 1.2.5), TODO: IAR C 3.10C */
/* Revision : 1.7 */
/* Date : 30. November 2008 */
/* Updated by : Richard Balogh */
/* Target platform : ATmega88, TODO: All AVRs with bootloader support */
/* */
/* ************************************************************************* */
void inituart( void );
void sendchar( unsigned char );
unsigned char recchar( void );
serial.c
/* ************************************************************************* */
/* */
/* Description : UART communication routines */
/* Based on AppNote AVR109 - Self-programming */
/* */
/* FileName : serial.h */
/* Compiler : AVR-GCC/avr-libc(>= 1.2.5), TODO: IAR C 3.10C */
/* Revision : 1.7 */
/* Date : 30. November 2008 */
/* Updated by : Richard Balogh */
/* Target platform : ATmega88, TODO: All AVRs with bootloader support */
/* */
/* ************************************************************************* */
#include <avr\io.h>
/* baud rate register value calculation */
#define CPU_FREQ 18432000UL // If CKDIV8 checked, then /8!
#define BAUD_RATE 9600
// BAUD = f / 16 * (UBR+1) alebo UBR = CPUFREQ/16/BAUD_RATE-1
#define BRREG_VALUE 119 // hodnota z tabulky v datashhete pre 18,4320MHz, 2x=0, 9600Baud, error = 0%
/* definitions for UART control */ // upravene pre ATmega88
#define BAUD_RATE_LOW_REG UBRR0L // ??? (Staci Low Byte, < 255 )
#define UART_CONTROL_REG_B UCSR0B // OK, checked
#define ENABLE_TRANSMITTER_BIT TXEN0 // OK, checked
#define ENABLE_RECEIVER_BIT RXEN0 // OK, checked
#define UART_STATUS_REG UCSR0A // OK, checked (but also control reg.)
#define DATA_REGISTER_EMPTY_BIT UDRE0 // Added, for possible speed-up
#define TRANSMIT_COMPLETE_BIT TXC0 // OK, checked
#define RECEIVE_COMPLETE_BIT RXC0 // OK, checked
#define UART_CONTROL_REG_C UCSR0C // Added for mode setting
#define UART_DATA_REG UDR0 // OK, checked
void inituart(void)
{
BAUD_RATE_LOW_REG = BRREG_VALUE; // OK, preddelic pre 9600
// bit 2x = 0
UART_CONTROL_REG_C = (1<<UCSZ01)|(1<<UCSZ00); // Added: Async. UART, None
// Parity, 8-data, 1 stopbit
UART_CONTROL_REG_B = (1 << ENABLE_RECEIVER_BIT)|
(1 << ENABLE_TRANSMITTER_BIT); // enable receive + transmit
}
void sendchar(unsigned char c)
{
UART_DATA_REG = c; // prepare transmission
while (!(UART_STATUS_REG & (1 << TRANSMIT_COMPLETE_BIT)));// wait until byte sendt
UART_STATUS_REG |= (1 << TRANSMIT_COMPLETE_BIT); // delete TXCflag
}
unsigned char recchar(void)
{
while( !(UART_STATUS_REG & (1 << RECEIVE_COMPLETE_BIT)) ); // wait for data
return UART_DATA_REG;
}
Testovací program. Testujeme len posielanie, naše káble nemajú privedené RxD.
main.c
#include <avr\io.h>
#include "serial.h" // Nasa kniznica...
int main(void)
{
char c;
DDRD = 0b00000010;
PORTD = 0b00000011; // Set TxD pin as an output, RxD input
inituart();
sendchar('O');
sendchar('K');
sendchar('\n');
for (c=32;c<=127;c++)
sendchar(c);
for (;;) {
/* Do nothing */
}
}
printf() na jednočipe?
Ak si napíšete vlastnú funkciu na zobrazenie jedného znaku na displej, alebo pre vyslanie jedného znaku po sériovej linke, potom môžete používať naozaj aj funkciu printf so všetkými jej vymoženosťami. Využívame pre tom knižnicu stdio.h, ktorá sa používa takto:
...
#include <stdio.h>
FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(sendchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
// 'sendchar' je nova funkcia pre jeden znak
int main(void)
{
inituart(); // Inicializacia seriovej linky
stdout = &mystdout; // Odteraz funguje printf();
printf("Hello, world!");
return 0;
}
Takto potom môžete používať naozaj aj funkciu printf() so všetkými jej vymoženosťami... Úplne rovnako sa dá implementovať printf() aj na LCD displej, len ho treba na začiatku zinicializovať a namiesto funkcie sendchar napísať niečo ako LCDsendchar().
Nebudeme sa zaoberať detailmi implementácie sériového komunikačného rozhrania procesorov
AVR, pre naše účely postačí jednoduchá knižnica, ktorá obsahuje základné funkcie odladené
pre dosku MiniMEXLE s procesorom ATmega88 a oscilátorom 18,432 MHz.
Máte k dispozícii jednoduchú knižnicu pre prácu so sériovou linkou na procesore
ATmega88, stiahnite a pozrite si príklady...
Parametre prenosu pre túto knižnicu sú 9600,n,8,1.
Na prácu so sériovou linkou na vašom PC odporúčame program Terminal by Bray, ale môžete to skúsiť aj s Hyperterminálom.
Keby niekoho zaujímalo, ako je realizovaný prevod TTL úrovní na RS-232, tak tu je schéma zapojenia, ktorá vychádza z tohoto návodu.
Vizualizácia
Vizualizáciu dát môžeme robiť rozlične. Jeden z možných spôsobov je vypisovať po sériovej linke v pravidelných intervaloch holé data a tie potom uložiť ako maticu do Matlabu a tam nakresliť graf, priebeh, čo treba...
Iná možnosť je použiť napr. program StampPlot, ktorý kreslí prichádzajúce data priamo ako graf, s výnimkou reťazcov, ktoré začínajú znakom '!', tie považuje za konfiguračné príkazy.
Download: StampPlotLite1.7
Príklad: AVR StampPlotExample.c Manual: Stamp Plot Manual
Download
