PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Флаг ошибки кадрирования FERR в RCSTA[2] устанавливается в 1, если после приема битов данных не было обнаружено стоп-бита. Флаг FERR (как и девятый бит принятых данных) буферизуется вместе с принимаемыми данными. Поэтому значение указанного флага необходимо проверять перед считыванием содержимого RCREG, поскольку во время этой операции изменяется состояние буфера и, соответственно, значение указанных битов.

Все версии модуля USART позволяют работать с 8- или 9-битными данными независимо при передаче и при приеме. Для последнего необходимо сбросить бит RX9 регистра RCSTA (RCSTA[6]). Обычно этот дополнительный бит используется для контроля четности. Другим применением 9-битных данных является реализация сети из асинхронных устройств. В этом случае девятый бит используется в качестве селектора, показывающего содержимое пакета — данные или адрес устройства. Примитивная сеть, в которой используется этот принцип, изображена на Рис. 12.23. При 8-битном адресе можно адресовать до 255 ведомых устройств (один адрес при этом резервируется для широковещательных вызовов).

Для облегчения работы в подобной сети последние версии модуля US ART можно сконфигурировать таким образом, чтобы при приеме пакета с установленным девятым битом автоматически устанавливался флаг RCIF. Эта функция включается установкой в 1 бита ADDEN (RCSTA[3]). При одновременно установленных битах ADDEN и RX9 любой кадр со сброшенным старшим битом будет игнорироваться, а принимаемые данные не будут загружаться в буфер приемника. Если же старший бит окажется равным 1, то принятый байт будет скопирован из сдвигового регистра приема в буфер приемника с одновременной установкой флага RCIF. Ведомое устройство может прочитать этот адрес из RCREG, при этом флаг RCIF будет сброшен. Если адрес верен, то ведомый может сбросить бит ADDEN и принимать все последующие кадры данных обычным образом. При этом ведомый может продолжать контролировать значение девятого бита в RX9D, прекращая прием при обнаружении кадра с установленным 9-м битом.

Рис. 12.23.Локальная сеть, использующая асинхронный последовательный протокол

Контроллер скорости обмена SPBRG

Этот узел представляет собой программируемый 8-битный счетчик, на выходе которого имеется отключаемый делитель на 4. Конфигурация данного счетчика может задаваться пользователем для получения частот выборки и сдвига, соответствующих желаемой скорости обмена. Отталкиваясь от значения частоты кварцевого генератора микроконтроллера, получаем:

Скорость обмена = (XTAL x 10⁶)/(64 x (X + 1)) — низкоскоростной режим (BRGH = 0),

Скорость обмена = (XTAL x 10⁶)/(16 х (X + 1) — высокоскоростной режим (BRGH = 1),

где X — 8-битное число, находящееся в регистре SPBRG. При использовании низкоскоростного режима значение X определяется из выражения

X = ((XTAL x 10⁶)/64 x (BAUD)) — 1. Так, если при частоте резонатора 20 МГц нам потребуется скорость обмена, равная 9600 бод, то при Х = 31 действительное значение скорости будет равно 9766, т. е. ошибка составит ±1.73 %. При частоте резонатора, равной 20 МГц, максимальная скорость обмена составляет 312 500 бод, а минимальная — 1221 бод. Скорость передачи, равную 1.25 Мбод, можно получить с резонатором частотой 20 МГц, используя высокоскоростной режим модуля при Х = 1.

В действительности контроллер скорости обмена формирует тактовый сигнал с частотой в 16 раз больше заданной скорости, чтобы модуль мог за время передачи бита сделать три выборки в окрестностях середины битового интервала и принять мажоритарное решение о значении этого бита. Такая схема увеличивает надежность передачи данных в системах с высоким уровнем помех.

Чтобы проиллюстрировать использование модуля USART, перепишем наши подпрограммы GETCHAR и PUTCHAR таким образом, чтобы они использовали аппаратные возможности модуля. Первым делом (в основной программе) мы должны сконфигурировать контроллер скорости обмена, а также регистры управления и состояния приемника и передатчика. Предполагая, что константы XTAL и BAUD уже определены программистом, возложим вычисление числа X, которое мы впоследствии запишем в регистр SPBRG, на ассемблер. С учетом всего сказанного инициализационный код будет выглядеть следующим образом: