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揭秘AVR单片机：轻松实现串口多字节接收的奥秘

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引言

AVR单片机因其高性能、低功耗和丰富的指令集而被广泛应用于嵌入式系统中。在通信领域，串口通信是一种常见的通信方式。本文将深入探讨如何在AVR单片机上实现串口多字节接收，并详细解释其原理和实现方法。

串口通信基础

串口通信概述

串口通信是指数据在两个设备之间按位顺序传输的一种通信方式。在AVR单片机中，串口通信是通过USART（通用同步/异步接收/发送器）实现的。

USART模块简介

AVR单片机的USART模块支持全双工通信，具有接收和发送功能。它包括以下几个主要部分：

  • 波特率发生器：用于产生串口通信的波特率。
  • 串行数据缓冲器：用于存储接收到的数据。
  • 控制器和状态寄存器：用于配置和控制USART模块的工作。

串口多字节接收的实现

配置USART模块

  1. 设置波特率：波特率是串口通信的速率，通常由波特率发生器产生。可以通过以下代码设置波特率：
void USART_Init(uint32_t baudRate) {
    // 设置波特率发生器的分频系数
    UBRR0H = (uint8_t)(baudRate >> 8);
    UBRR0L = (uint8_t)baudRate;
    
    // 设置USART控制寄存器
    UCSR0B = (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0);
    UCSR0C = (1 << UCSZ01) | (1 << UCSZ00); // 8位数据位
}
  1. 启用接收中断：为了实现多字节接收，需要启用接收中断。通过以下代码启用接收中断：
void USART_EnableRxInterrupt() {
    UCSR0B |= (1 << RXCIE0); // 启用接收完成中断
}

中断服务程序

在USART模块中，接收完成中断是由接收数据寄存器（UDR0）的接收完成标志（RXC0）触发的。当接收到一个字节时，RXC0被设置，并触发中断。以下是接收中断服务程序的示例：

volatile uint8_t rxBuffer[10]; // 定义接收缓冲区
volatile uint8_t rxIndex = 0;   // 缓冲区索引

ISR(USART_RX_vect) {
    if (rxIndex < sizeof(rxBuffer)) {
        rxBuffer[rxIndex++] = UDR0; // 读取接收到的数据并存入缓冲区
    }
}

主程序

在主程序中，首先配置USART模块，然后启动中断，并进入一个无限循环，等待中断发生：

int main() {
    USART_Init(9600); // 初始化USART模块，设置波特率为9600
    USART_EnableRxInterrupt(); // 启用接收中断
    sei(); // 启用全局中断

    while (1) {
        // 等待中断发生
    }
}

总结

通过以上步骤，我们成功实现了AVR单片机的串口多字节接收。在实际应用中，可以根据需要调整缓冲区大小和波特率，以满足不同的通信需求。此外，还可以通过添加额外的逻辑来处理接收到的数据，例如解析命令或发送响应。

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