Beispiel. Echo-Anwendung. Beispiel Echo Anforderungen. Benutzer stellt Konfiguration der seriellen Schnittstelle am PC ein (z.b. über Hyperterminal)

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1 Beispiel Echo-Anwendung Erweiterung String-Ausgabe Beispiel Echo Anforderungen Benutzer stellt Konfiguration der seriellen Schnittstelle am PC ein (z.b. über Hyperterminal) - asynchroner Modus - Baudrate: 48 - ein Stop-Bit - keine Parität - 8 Datenbits Benutzer verbindet sich mit C über USART1 Benutzer gibt ein Zeichen am PC ein Zeichen wird vom C empfangen und sofort wieder an PC zurückgesendet 1

2 1. Entwurf Vorgehensweise 1. erforderliche Konfiguration der Schnittstelle aufstellen 2. Grobentwurf des Programms Ablauf des Main-Programms und Verteilung der Aufgaben auf Funktionen/Unterprogramme 3. verfeinerter Entwurf der aus dem Grobentwurf erforderlichen Funktionen/Unterprogramme 2. Programmierung (C oder Assembler) 3. Test 1. Board konfigurieren 2. Kabel-Verbindung zwischen PC und USART1 herstellen 3. Hyperterminal (PC) konfigurieren gleiche RS232-Einstellungen wie für C 4. Zeichen vom Hyperterminal an C senden gleiches Zeichen muss wieder auf Hyperterminal angezeigt werden 1.1 Erforderliche: Konfiguration aufstellen Register Bit UBRR UCSRB UCSRC Bemerkungen UBRRH= x * UBRRL= xc Baudrate 48 TXEN1 1 Sender, Empfänger RXEN1 1 einschalten UCSZ12 (default) Anzahl Datenbits UCSZ11 1 (default) (8 Bit) UCSZ1 1 (default) UMSEL1 (default) Operation Mode (asynchron) USBS1 (default) Anzahl Stop-Bits (1 Stop-Bit) UPM11 (default) Parität UPM1 (default) (keine) * mit Hilfe der Formel berechnen 2

3 1.2 Grob-Entwurf unsigned char USARTreceive(void) wartet, empfängt und liefert empfangenes Zeichen an Hauptprogramm void USARTsend(unsigned char zeichen) übernimmt zusendendes Zeichen vom Hauptprogramm, wartet und sendet Takt (Baudrate) Sende- und Empfangsflags in Register UCSRnA UDR Takt Tkt2 Takt Transmit Shift Register Sendepuffer leer! UDREn == 1 Takt3 Takt4 Takt5 Takt6 Takt7 Takt8 1 1 Receive Shift Register Daten angekommen! UDR RXCn == 1 3

4 UCSRnA Parity error Data wird overrun 1, wenn UDR leer ist und neues Datenbyte aufnehmen Frame error kann Tx data register empty Transmit complete wird 1, wenn Receive complete Datenwort vollständig empfangen und aus UDR Double TX speed gelesen (async werden only) kann Multi-Processor wird Communication nach dem Lesen Mode von UDR automatisch zurückgesetzt 1.3 verfeinerter Entwurf (Sende-Routine) Parameter: zu sendendes Zeichen [Sendepuffer leer] Polling Prüfen, ob USCR1A:UDRE1==1 (Tx data register empty) Zeichen senden in UDR1 schreiben Rückgabe: keine 4

5 Bits mit Masken prüfen warten, bis Bit UDRE in Register UCSR1A gesetzt ist UDRE1 ist nicht gesetzt x x x x x x x UCSR1A & 1 Bit-Maske (1<<UDRE1) Ergebnis ist while(ucsr1a & (1 << UDRE1) == ); UDRE1 ist gesetzt x x 1 x x x x x UCSR1A & 1 Bit-Maske (1<<UDRE1) 1 Ergebnis ist nicht 1.3 verfeinerter Entwurf (Empfangsroutine) Parameter: keiner Prüfen, ob USCR1A:RXC1==1 (Receive complete) Polling [Zeichen empfangen] Zeichen lesen aus UDR1 einlesen Rückgabe: empfangenes Zeichen 5

6 2. Programmierung: Initialisierungs- Funktion #define F_CPU1l #define BAUD 48 void USARTinit(void) const unsigned short ubrr=fcpu/16/baud -1; UBRR1H=(unsigned char)ubrr >> 8; UBRR1L=(unsigned char)ubrr; // Senden und Empfangen an UCSR1B =(1 << TXEN1) (1 << RXEN1); //x18 // asynchroner Übertragungsmodus, // Parität (keine) // Anzahl Stop-Bit (1) // Anzahl Datenbits (8) // keine weitere Einstellung nötig, da // gewählte Einstellung der Einstellung der Register // nach Reset entspricht (initial value) 2. Programmierung: Sende- und Empfangsroutine void USARTsend(char c) // Sendepuffer leer? while( UCSR1A & (1 << UDRE1) == ); // warten // Zeichen senden UDR1=c; char USARTreceive(void) // Zeichen empfangen? while( UCSR1A & (1 << RXC1))==) ; // warten return UDR1; 6

7 2. Programmierung: Hauptprogramm void main(void) // USART konfigurieren USARTinit(); unsigned char zeichen; while(1) // Zeichen empfangen zeichen= USARTreceive(); // empfangenes Zeichen senden (Echo) USARTsend(zeichen); 3. Test: Board-Konfiguration und Verbindung zwischen C und PC Board-Konfiguration 2K Kabel zwischen: - PortD Pin PD2 und RS323 SPARE RxD - PortD Pin PD3 und RS323 SPARE TxD TXD TXD ATmega128 USA ART1 RXD GND RXD RS S232 PC (Hyperterminal) Null-Modem-Kabel 7

8 3.3 Test: Hyperterminal konfigurieren Nummer der Schnittstelle entsprechend PC-Konfiguration Erweiterung: Ausgabe eines Strings beim Reset des Prozessors soll eine Meldung auf die serielle Schnittstelle ausgegeben werden - Mikrocontroller bereit Realisierung erfolgt durch eine Funktion USARTsendstring, die USARTsend verwendet void USARTsendString(char* s) if(s==null) return; char* ps=s; while(*ps!= ) USARTsend(*ps); ps++; 8