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****      AVR  USART串口使用范例              ***
****  	                                     ***
**** 作者：  HJJourAVR                        ***
**** 編譯器：WINAVR20050214                   ***
****                                         ***
****  	www.OurAVR.com	 2005.9.10            ***
***********************************************/
/*
本程序簡單的示范了如何使用ATMEGA16的USART
	USART的設置
	波特率的計算
	發送采用查詢方式
	接收采用中斷方式

除非有特殊格式要求，否則不建議使用 printf函數庫，該函數會耗用3~6KB程序空間
這里的應用比較簡單，所以自己編寫了put_c/put_s函數。

出于簡化程序考慮，各種數據沒有對外輸出，學習時建議使用JTAG ICE硬件仿真器
*/

#include <avr/io.h>
#include <avr/delay.h>
#include <avr/signal.h>
#include <avr/interrupt.h>


/*
注： 內部函數_delay_ms() 最高延時  262.144mS@1MHz
    為了使 _delay_ms()函數的延時正確，須在makefile中設定F_CPU為實際的系統時鐘頻
    本范例為7.3728MHz外部石英晶體振蕩器 即 F_CPU=7372800
    因為7.3728MHz能生成多種標準的通訊波特率。
    
    如果使用其他系統時鐘頻率，注意 波特率誤差不要超過 +/-1%.
    做USART通訊時，除非你掌握了校準技術，否則請不要使用內部/外部RC振蕩器
*/


//管腳定義
#define PIN_RXD			2 	//PD2   RXD
#define PIN_TXD			3 	//PD3   TXD

//#define LED0			0 	//PB0
#define LED1			1 	//PB1
#define LED2			2 	//PB2

//常量定義
#define BAUDRATE        9600	//波特率
//#define F_CPU			7372800  //這個已經在makefile里面定義了


//宏定義
#define LED0_ON()		PORTB|= (1<<LED1)|(1<<LED2)  //輸出高電平，燈亮
#define LED0_OFF()		PORTB&=~((1<<LED1)|(1<<LED2))	//輸出低電平，燈滅
#define LED1_ON()		PORTB|= (1<<LED1)
#define LED1_OFF()		PORTB&=~(1<<LED1)
#define LED2_ON()		PORTB|= (1<<LED2)
#define LED2_OFF()		PORTB&=~(1<<LED2)
//51系列的高電平輸出能力很弱，低電平也僅能點亮LED.所以常見輸出低電平才燈亮的接法。
//AVR芯片的高低驅動能力都很強,甚至能推動8字數碼管的公共極，怎么接都沒問題。



//全局變量
//如果變量會在中斷服務程序中被修改，須加volatile限定
volatile unsigned char FLAG;				//按鍵標志
volatile unsigned char PC_COMMAND;		//PC發出的當前命令
volatile unsigned char RX_BUFFER[16];	//存放接收數據的數組
volatile unsigned char RX_index;			//存放接收數據的個數

//仿真時在watch窗口，監控這些變量。

void put_c(unsigned char c) //發送采用查詢方式
{
	while( !(UCSRA & (1<<UDRE)) );
	UDR=c;
}

void put_s(unsigned char *ptr)
{
	while (*ptr)
	{
		put_c(*ptr++);
	}
	put_c(0x0D);
	put_c(0x0A);  //結尾發送回車換行
}


SIGNAL(SIG_USART_RECV) //串口接收中斷服務程序
{
	PC_COMMAND=UDR;
	switch(PC_COMMAND)
	{
		case '0':	//0x30 ASCII '0'
			LED0_ON();
			//put_s("用戶輸入0#指令");
			break;
		case '1':
			LED1_ON();
			//put_s("用戶輸入1#指令");
			break;
		case '2':
			LED2_ON();
			FLAG=!FLAG;
			//put_s("用戶輸入2#指令");
			break;
		default:
			LED0_OFF();
			//put_s("用戶輸入的指令無效!");
			break;
	}
	/*
	  注意，使用put_s函數發送數據需要一定的時間,如果輸入數據的速度過高將會導致數據丟失
	  所以,一般建議中斷服務程序的處理時間盡量的短，只做采集數據和設標志位,命令的處理交由主程序來完成
	  這里只是示范簡單的命令處理
	*/
	
	RX_BUFFER[RX_index]=PC_COMMAND;		//保存數據到數組里面
	RX_index++;
	if (RX_index>=16) RX_index=0;		//防止數組溢出
		
}

void init_USART(void)//USART 初始化
{

    //USART 9600 8, n,1  PC上位機軟件(超級終端等)也要設成同樣的設置才能通訊
    UCSRC = (1<<URSEL) | 0x06;
    //異步，8位數據，無奇偶校驗，一個停止位，無倍速
    /*
    UBRRH與UCSRC共用I/O 地址。因此訪問該地址時需注意以下問題。
    寫訪問
    當在該地址執行寫訪問時， USART 寄存器選擇位(URSEL)控制被寫入的寄存器。
    若URSEL為0，對UBRRH值更新；若URSEL為1，對UCSRC設置更新
    
    讀訪問
    對UBRRH 或UCSRC 寄存器的讀訪問則較為復雜。但在大多數應用中，基本不需要讀這些寄存器
    
    
    沒有UBRR這個16位寄存器，因為UBRRL(0x09)/UBRRH(0x20)的地址不連續,而且UBRRH跟UCSRC共用地址
    */
    
    //U2X=0時的公式計算
    UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)%256;
    UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/16-1)/256;
    //U2X=1時的公式計算
    //UBRRL= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)%256;
    //UBRRH= (F_CPU/BAUDRATE/8-1)/256;
    //也可根據數據手冊的[波特率設置的例子]查得
    //UBRRL = 0x2F; //set baud rate lo
    //UBRRH = 0x00; //set baud rate hi
    UCSRA = 0x00;
    UCSRB = (1<<RXCIE)|(1<<RXEN)|(1<<TXEN);
    //使能接收中斷，使能接收，使能發送
}

/*void pro_coammand(void) //多字節命令的處理程序
{
	unsigned char i;
	if (RX_index>=10) 
	{
    	UCSRB&= ~(1<<RXCIE);	//關斷USART接收中斷
		put_c(0x0D);
		put_c(0x0A);  //發送回車換行
		put_s("Hello！ 你之前輸入的命令列表是:");
		for (i=0;i<RX_index;i++) put_c(RX_BUFFER[i]);
		put_c(0x0D);
		put_c(0x0A);
		put_c(0x0D);
		put_c(0x0A);  //發送回車換行
		RX_index=0;				//清零
    	UCSRB|= (1<<RXCIE);	//打開USART接收中斷
	}
}*/

int main(void)
{

    //上電默認DDRx=0x00,PORTx=0x00 輸入，無上拉電阻
    PORTA =0xFF;											//不用的管腳使能內部上拉電阻。
    PORTC =0xFF;
    DDRB  =  (1<<LED2)|(1<<LED1);				//輸出
    PORTB =~(1<<LED2)|(1<<LED1);				//低電平，燈滅
    DDRD  =(1<<PIN_TXD);								//TXD為輸出
    PORTD =0xFF;

    FLAG=0;
	init_USART();
	//put_s("你好！");
	//put_s("這是一個簡單的串口實驗程序");
	//put_s("你可以在電腦上的超級終端程按下[0][1][2]按鍵，模擬用戶板上的按鍵操作");
    sei();									//使能全局中斷
    while (1)
    {
        //while (FLAG==0) pro_coammand();
        //LED2_ON();							//如果FLAG不加volatile限定（即has_volatile=0）,程序將永遠都運行不到這里。
       // while (FLAG!=0) pro_coammand();
        //LED2_OFF();
    }
}

/*
程序運行效果
     PC使用超級終端或SSCOM32串口調試程序，發送ASCII碼的簡單方法就是直接按下對應的按鍵
     
     例如  字符'0'，即0x30 ,按下鍵盤上的[0]即可

     按下按鍵[0]，LED0亮。
     按下按鍵[1]，LED1亮。
     按下按鍵[2]，LED0/1都熄滅, LED2是根據按鍵[2]的順序來亮滅,是個乒乓鍵
     
*/