PIC18FXX8單片機(jī)通用同步異步收發(fā)器的接口電路和C源代碼
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摘 要：本文介紹了Microchip公司推出的PIC18FXX8單片機(jī)通用同步異步收發(fā)器USART（串行通信接口）的相關(guān)內(nèi)容，給出了單片機(jī)該模塊的接口電路和C語言應(yīng)用編程。
0 引言
PIC18Fxx8單片機(jī)是美國微芯公司推出的16位RISC指令集的高級產(chǎn)品，由于芯片內(nèi)含有A/D、內(nèi)部E2PROM存儲器、I2C和SPI接口、CAN接口、同步／異步串行通信（USART）接口等強(qiáng)大的功能，具有很好的應(yīng)用前景。但是，目前介紹其應(yīng)用和以C語言編程的中文參考資料很少。本文將探討該型單片機(jī)異步串行通信的編程應(yīng)用，程序用HI-TECH PICC-18 C語言編寫，并在重慶大學(xué)-美國微芯公司PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的PIC18F458實(shí)驗(yàn)板上通過。
通用同步/異步收發(fā)器（USART）模塊是由PIC18FXX8內(nèi)的三個(gè)串行I/O模塊組成的器件之一（USART也叫串行通信接口即SCI），可以配置為全雙工異步方式、半雙工同步主控方式、半雙工同步從動方式三種工作方式。
TXSTA是PIC18FXX8單片機(jī)串行通信發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器，RCSTA是接收狀態(tài)和控制寄存器。由于在實(shí)際工程中，異步方式用得最多，這里僅介紹異步工作方式，其它方式可參閱相關(guān)資料。
1.1 USART 異步工作方式
在異步工作方式下，串行通信接口USART采用標(biāo)準(zhǔn)的不歸零（NRZ）格式（1位起始位、8位或9位數(shù)據(jù)位和一位停止位），最常用的數(shù)據(jù)位是8位。片內(nèi)提供的8位波特率發(fā)生器BRG可用來自振蕩器時(shí)鐘信號產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的波特率頻率。通過對SYNC位（在TXSTA寄存器中）清零，可選擇USART異步工作方式。
1.2 USART波特率發(fā)生器（BRG）
USART帶有一個(gè)8位的波特率發(fā)生器（BRG），這個(gè)BRG支持USRAT的同步方式和異步方式。用SPBRG寄存器控制一個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器的周期。在異步方式下，BRGH位（控制寄存器TXSTA的）也被用來控制波特率。在同步方式下，用不到BRGH位。表1給出了在主控方式下（內(nèi)部時(shí)鐘）不同USART工作方式時(shí)的波特率計(jì)算式。
表1主控方式下的波特率計(jì)算式
SYNC | BRGH=0（低速） | BRGH=1（高速） |
0 | （異步）波特率=FOSC/[64（X+1）] | 波特率 = FOSC/[16（X+1）] |
1 | （同步）波特率=FOSC/[4（X+1）] | 無 |
1.3 USART 異步工作方式配置
下面是串行通信異步工作方式配置步驟（順序可以改變）：
（1）配置發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器TXSTA；
（2）配置接收狀態(tài)和控制寄存器RCSTA；
（3）配置RX（RC7引腳）、TX（RC6引腳）分別為輸入和輸出方式；
（4）通過設(shè)定的通信波特率配置SPBRG寄存器，計(jì)算公式參見表1；
（5）設(shè)置串行通信接收或發(fā)送中斷是否使能；
（6）清串行通信接收或發(fā)送中斷標(biāo)志；
（7）設(shè)置串行通信接收中斷或發(fā)送中斷的優(yōu)先級是高或低優(yōu)先級中斷方式，PIC18單片機(jī)默認(rèn)情況下是高優(yōu)先級中斷，若是低優(yōu)先級中斷，則必須進(jìn)行設(shè)置；
（8）設(shè)置串行通信接收和發(fā)送數(shù)據(jù)是否允許。
（1）配置發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器TXSTA；
（2）配置接收狀態(tài)和控制寄存器RCSTA；
（3）配置RX（RC7引腳）、TX（RC6引腳）分別為輸入和輸出方式；
（4）通過設(shè)定的通信波特率配置SPBRG寄存器，計(jì)算公式參見表1；
（5）設(shè)置串行通信接收或發(fā)送中斷是否使能；
（6）清串行通信接收或發(fā)送中斷標(biāo)志；
（7）設(shè)置串行通信接收中斷或發(fā)送中斷的優(yōu)先級是高或低優(yōu)先級中斷方式，PIC18單片機(jī)默認(rèn)情況下是高優(yōu)先級中斷，若是低優(yōu)先級中斷，則必須進(jìn)行設(shè)置；
（8）設(shè)置串行通信接收和發(fā)送數(shù)據(jù)是否允許。
若用到了中斷功能，還需設(shè)置總中斷和外圍中斷使能，以開放未屏蔽的中斷。
2 USART接口硬件電路
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