03. usart

X[Deca] AVR study
Konkuk University. Department of Electronic Engineering
v0.1 by08기 김정목
v0.2 by11기 정성호

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Contents
USART
Contents
1 ASCII

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ASCII
ASCII란?
- American Standard Code for Information Interchange
- 미국의 정보교환에 대한 표준 코드
- 8bit = Data 7bit + Parity 1bit
- 코드화된 문자 = 제어문자 + 도형문자(알파벳, 숫자 등)

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USART
1. USART
- Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter
- 범용 동기 / 비동기 직렬 송수신장치
1) 직렬(Serial) 통신
- 디바이스 간의 데이터 흐름이 한 주기 안에 하나씩 전송되는 방식
- 구현하기 용이 / 병렬통신에 비해 느림
2) 병렬(Parallel) 통신
- 디바이스 간의 데이터 흐름이 한 주기 안에 여러 개 전송되는 방식
- 전송속도 빠름 / 가격이 높음
3) 동기식(Synchronous) 통신
- 송신과 수신 상대가 직접 시간을 일치시켜서 데이터를 송수신 하는 방식
4) 비동기식(Asynchronous) 통신
- 송수신간에 신호를 주고 받으며 작업을 수행하는 방식
- 시작/정지 방식과 단계적 시작/정지 방식이 있음
10010
1
0
0
1
0

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USART
USART in Atmega128
1. Overview
- 외부 장치와 데이터를 주고 받을(통신) 수 있게 해줌
- 2개의 USART 제공 : USART0 / USART1
2. Frame format
1) IDLE – No transfer on the communication line / always high
2) St – 1 Start bit / always low
3) Data bit – 5, 6, 7, 8, or 9 data bit
4) P – no, even, odd parity bit
5) Sp – 1 or 2 stop bit / always high

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USART _ Register Description
1.UDRn – USARTn I/O Data Register
- RXBn : Receive Data Buffer Register
- TXBn : Transmit Data Buffer Register
- TXBn / RXBn는 같은 I/O address UDRn 공유
- The transmit buffer(TxBn)은 UCSRnA Register의 UDREn flag가
set -> Data write
clear -> Data ignore

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2. UCSRnA – USARTn Control and Status Register A
1)RXCn – USARTn Receive Complete
-Receive buffer에 읽지 않은 data가 있으면 1 / 없으면 0
2) TXCN – USARTn Transmit Complete
-Shift Register의 data가 모두 전송되고 UDRn에 새로운 data가 쓰여지지 않으면 0 / 있으면 1
3) UDREn – USARTn Data Register Empty
-UEREn이 1이면 buffer가 비어 있음 / 0이면 buffer가 비어 있지 않음
4) FEn – Frame Error
- 프레임 에러가 발생했을 때 1로 설정.
5) DORn – Data Overrun
- 데이터 오버런(Data OverRun)이 발생했을 때 1로 설정. 데이터 오버런은 수신 버퍼가 모두 찼을 때 발생.
6) UPEn – Parity Error
- 수신 버퍼의 데이터에 패리티 에러(Parity Error)가 발생했을 때 1로 설정.
7) U2Xn – Double the USART Transmission Speed
- 비동기 동작에서만 영향을 미친다. 동기 동작에서는 0으로 설정해야 한다. 보레이트 분주기의 제수(除數)를
16에서 8로 줄여 전송 속도를 2배로 높인다.
8) MPCMn – Multi-Processor Communication Mode
- 멀티프로세서 통신 모드를 enable 한다.

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3. UCSRnB – USARTn Control and Status Register B
1)RXCIEn
- 수신완료 인터럽트 enable
2) TXCIEn
- 송신완료 인터럽트 enable
3) UDRIEn
- 송신 데이터 레지스터 준비완료 인터럽트 enable
4) RXENn – Receiver Enable
- 수신부 enable
5) TXENn – Transmitter Enable
- 송신부 enable
6) UCSZn2 – Character Size
- UCSRnC에 있는 UCSZn1:0 비트와 합쳐져 송수신에 사용될 데이터 비트의 수를 설정.
7) RXB8n
- 시리얼 프레임이 9-data bits일 경우 수신된 데이터의 9번째 bit를 가리킴.
8) TXB8n
- 시리얼 프레임이 9-data bits일 경우 송신될 데이터의 9번째 bit를 가리킴.

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4. UCSRnC – USARTn Control and Status Register C
1) Reserved bit
- 미래 사용을 위해서 비워둔 bit, clear(0)으로 해둠
2) UMSELn – USARTn Mode Select
- Asynchronous / Synchronous 선택
3) UPMn[1:0] – Parity Mode
- Parity mode 설정

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4. UCSRnC – USARTn Control and Status Register C
4) USBSn – Stop Bit Select
- Stop bit 개수 설정
5) UCSZn[1:0] – Character size
- UCSRnB의 UCSZn2와 함께 사용되어 Data bit의 수(character size) 결정

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5. UBRRnL / UBRRnH – USARTn Baud Rate Register
- Datasheet 195~198p / Table82~Table85 참고

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USART _ 실습1
1. 실습 1-1
-키보드로 입력된 문자를 Atmega에 전달하여
-다시 모니터로 출력하는 프로그램을 작성한다.
2. 실습 1-2
-함수형태로 만들어 본다.
16bit Register 읽기/쓰기 주의점
읽기 – 하위->상위 순서
쓰기 – 상위->하위 순서
Asynchronous
No parity bit
1 stop bit
8-bit data bit
Baud rate :115200(bps)

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USART _ 실습2
1. 실습 2-1
-키보드를 이용해서 문자를 입력 받는다.
-이때 입력 받는 문자가 대문자이면 소문자로 / 소문자이면 대문자로 변환하여 모니터로 출력한다.
-알파벳이 아닌 다른 문자일 경우 @를 출력한다.
2. 실습 2-2
-처음에 1번 LED를 킨다.
-키보드의 ‘u’ 또는 ‘U’를 누르면 LED가 하나씩 올라가면서 켜진다.
• 8번 LED에서는 1번으로 간다.
-키보드의 ‘d’ 또는 ‘D’를 누르면 LED가 하나씩 아래로 내려가며 켜진다.
• 1번 LED에서는 8번으로 간다.

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