Transcript Serial I/O Communication

AVR UART Serial I/O
KyungHee Univ.
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Serial I/O Communication
 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter.
 DTE(Data Terminal Equipment)
 DCE(Data Communication Equipment)
DCE
DTE
Interface
UART
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UART
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USART and Asynchronous Communication
Serial frame format
 Every frame will have at least
 1 start bit
 data bits (5,6,7,8 or 9)
 1-2 stop bit
 Parity is optional
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USART and Asynchronous Communication
 Start Bit 를 Sampling 하기 위하여 16배 속도의 내부 Clock
를 사용 한다.
.
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Error detection : Parity
 Data bits의 XOR에 의하여 Parity Bit를 생성 한다.
 Parity는 Even 과 Odd Parity 로 구분 한다.
Peven= dn XOR dn-1 XOR dn-2 ........ XOR d0
Podd= dn XOR dn-1 XOR dn-2 ........ XOR d0 XOR 1
data bits
Parity Bit
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Error detection : Frame error
 Frame Error : Stop Bit 가 발견 되지 않는 경우
첫 번째 Stop bit가 0으로 검출되는 경우
 Data Overrun Error :
수신 버퍼에 현재 읽지 않은 데이터가 들어있는
상태에서 새로운 데이터가 수신 완료되고, 그
다음 수신 데이터인 Start bit가 검출된 경유
Stop bits
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USART and Asynchronous Communication
Logic(0,1)의 전압
 TTL Logic : 0V, 5V
 RS-232 : -12V, +12V
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USART and Asynchronous Communication
USART
Electrical path
MAX232 :
Negative와
Positive 전압을
발생 시키는
Charge pump
기능을 포함 함.
DB9
connector : PC
serial connector와
mating.
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Serial Communication에 사용하는 Connector 예
간단한 RS232 Cable 연결 예
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ATmega128 USART
UART : Universal Asynchronous Receiver and
Transmitter
Asynchronous: 두 장치간에 clock 을 공유 하지
않는다.
Synchronous: clock 을 공유 한다.
 USART : UART 의 기능과 Synchronous
Communication을 포함 하고 있다.
 Baud rate : 매 초간 전달(수신, 송신)되는 Symbol의 수
 Data rate : 매 초간 전달(수신, 송신)되는 Data 수
Data rate = Baud rate / Frame Bits(Data Bits +
Start,Stop, Parity Bits)
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ATmega128 USART
USART0 : Port E 사용
 PE0: Receive Pin
 PE1: Transmit Pin
 PE2: External Clock
USART1 : Port D 사용
 PD2: Receive Pin
 PD3: Transmit Pin
 PD5: External Clock
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USART Programming Interface
UDRn: 8-bit Data Register
UBRRnH and UBRRnL: Baud Rate Registers
( n은 0 또는 1)
2개의 8-bit registers
UCSRnA, UCSRnB, UCSRnC: Control and
Status Registers
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USART Data Registers
 UDRn(Usart 0,1 I/O Data Register)
UDRn 레지스터는 송/수신되는 데이터 값을
저장하는 버퍼 역활을 하게 된다.
UDRn은 TXBn(송신버퍼)/RXBn(수신버퍼)
레지스터로 구성되고, 같은 I/O 주소를 갖는다.
송신할 때는 TXBn에 데이터를 Write 하고,
수신할 때는 RXBn의 테이터를 Read 한다.
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Baud Rate Registers
 USART internal clock 은 the UBRR register에 의하여 설
정 된다.
 12 bits Baud Rate Rg UBRR의 값은
 UBRR = (System Clock / 16XBaud Rate) – 1
주의 : UBBRnH Write 후 UBBRnL를 나중에 Write 하여야 한다.
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UBRR register 값과 baud rates 예
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UCSRnA(USART Control and Status Register A)
Bit 7 – RXCn(USART Receive Complete)
Bit 6 – TXCn(USART Transmit Complete)
Bit 5 – UDREn(USART Data Register Empty)
 Bit 4 – FEn(USART Frame Error)
Bit 3 – DORn(USART Data Overrun Error)
Bit 2 – UPEn(USART Parity Error)
Bit 1 – U2Xn(Double the USART Transmission Speed)
U2Xn = 1 : 비동기 모드에서 클럭의 분주비를
16에서 8로 낮추어 전송속도를 2배 높이는 기능.
Bit 0 – MPCMn(USART Multi-Processer
Communication Mode)
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UCSRnB(USART Control and Status Register B)
Bit 7 – RXCIEn(USART RX Complete Interrupt Enable)
Bit 6 – TXCIEn(USART TX Complete Interrupt Enable)
 Bit 5 – UDRIEn(USART Data Register Empty Interrupt
Enable)
Bit 4 – RXENn(USART Receiver Enable)
Bit 3 – TXENn(USART Transmitter Enable)
Bit 2 – UCSZn2(USART Character Size)
Bit 1 – RXB8n(USART Receive Data Bit 8)
Bit 0 – TXB8n(USART Transmit Data Bit 8)
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UCSRnC(USART Control and Register C)
Bit 6 – USMSELn(USART Mode Select)
USMSELn = 1 : 동기전송모드
USMSELn = 0 : 비동기전송모드
Bit 5, 4 – UPMn1, UPMn0(USART Parity Mode)
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UPMn1
UPMn0
Parity Mode
0
0
Disabled
0
1
(Reserved)
1
0
Enabled, Even Parity
1
1
Enabled, OddParity
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UCSRnC(USART Control and Register C)
 Bit 3 – USBSn(USART Stop Bit Select)
USBSn = 0 : 1 Stop bits
USBSn = 1 : 2 Stop bits
Bit 2, 1 – UCSZn1, UCSZn0(USART Character Size)
USBSnB의 UCSZn2, UCSZn1, UCSZn0의 설정에
따라 Character Size가 5-9Bits 로 결정 된다.
Bit 0 – UCPOLn(USART Clock Polarity)
동기 전동 모드에서만 사용.
UCPOLn = 1 : 송신데이터는 XCKn Clock Falling Edge에서,
출력 수신데이터는 XCKn Clock Rising Edge 에서 검출
UCPOLn = 0 : 송신데이터는 XCKn Clock Rising Edge 에서,
출력 수신데이터는 XCKn Clock Falling Edge에서 검출
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ATmega128 USART 프로그램 예
cho_uart_basic_i_o 참고 요
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