使用ATmega128實現(xiàn)一個工業(yè)設(shè)備的主控制板，它與由ATmega8管理的按鍵和LED顯示構(gòu)成的控制面板距離在2米左右，兩者之間采用 USART通信聯(lián)系�？紤]到在實際應(yīng)用中，倆者之間交換的數(shù)據(jù)很少，通信速度也不需要很高，重要的是保證通信的可靠和抗干擾，因此在硬件設(shè)計上采用電流環(huán)的連接方式，見圖5.4。
在圖中通信雙方采用光隔和三極管，將USART的電平變化變成電流變化后傳送連接，如同工業(yè)上使用的20mA電流環(huán)通信一樣，大大提高了通信的抗干擾能力。
通信協(xié)議和規(guī)程的制定：
l.通信速率采用2400bps（速率太高時電流環(huán)的變化會跟不上）。
2. 用戶數(shù)據(jù)包采用定長格式，每個數(shù)據(jù)包長度為6個字節(jié)，其中第1個字節(jié)是數(shù)據(jù)包起始字節(jié)0xBB，第6字節(jié)為數(shù)據(jù)包結(jié)束字節(jié)0xEE，其它為用戶命令、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)。
3.每次通信由A端發(fā)起，下發(fā)一個數(shù)據(jù)包；B端收到一個正確的數(shù)據(jù)包后，必須返回一個數(shù)據(jù)包應(yīng)答。
4.A端下發(fā)一個數(shù)據(jù)包后，在300ms內(nèi)沒有正確收到應(yīng)答包時（在2400bps時傳送6個字節(jié)的時間約為30ms），將再次重發(fā)；3次重發(fā)均不能正確收到應(yīng)答包則報警。
5.在系統(tǒng)正常工作時，A端每隔250ms下發(fā)一個數(shù)據(jù)包，B端如果在1s內(nèi)沒有正確收到一個下發(fā)的數(shù)據(jù)包，將進入安全保護程序。
在這個應(yīng)用實例中，USART接口的發(fā)送程序與前面給出的典型例程中的一樣，而對USART的接收程序進行了改動和簡化，使其更加符合在本系統(tǒng)中使用。
#define UART_BEGIN_STX 0xBB
#define UART_END_STX 0xEE
#define RX_BUFFER_SIZE0 6
char rx_buffer0[RX_BUFFER_SIZE0];
unsigned char rx_counter;
bit Uart_RecvFlag
// USART Receiver interrupt service routine
#pragma savereg-
interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)
{
unsigned char status,data;
#asm
push r26
push r27
push r30
push r31
in r26,sreg
push r26
#endasm
status=UCSRA;
data=UDR;
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)
{
if (!Uart_RecvFlag)
{
rx_buffer[rx_counter] = data;
switch (rx_counter)
{
case 0:
if (data == UART_BEGIN_STX) rx_counter = 1;
break;
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
rx_counter++;
break;
case 5:
rx_counter = 0;
if (data == UART_END_STX) Uart_RecvFlag = 1;
break;
}
}
}
else
rx_counter = 0;
#asm
pop r26
out sreg,r26
pop r31
pop r30
pop r27
pop r26
#endasm
}
#pragma savereg+
…………
void main(void)
{
while(1)
{
if (Uart_RecvFlag)
{
………… //處理收到的數(shù)據(jù)包
Uart_RecvFlag = 0; //允許USART接受新的數(shù)據(jù)包
}
………… //處理其它任務(wù)
}
}
在這段代碼中，接收中斷服務(wù)程序直接對數(shù)據(jù)包的起始字符和結(jié)束字符進行判斷，并完成對整個數(shù)據(jù)包的接收。當接收到正確的6個字符的數(shù)據(jù)包后，將 “Uart_RecvFlag”標志置位，通知上層程序處理收到的數(shù)據(jù)。一旦“Uart_RecvFlag”標志置位后，中斷服務(wù)程序?qū)⒉辉俳邮招碌臄?shù)據(jù)（放棄掉收到的字節(jié)），使得數(shù)據(jù)緩沖區(qū)不會溢出。
上層程序的設(shè)計，應(yīng)保證以200ms左右的間隔對“Uart_RecvFlag”標志位進行一次判斷。一旦判斷“Uart_RecvFlag”標志置位后，馬上進行處理，回送應(yīng)答數(shù)據(jù)。處理完后將“Uart_RecvFlag”標志清除，允許USART接收新的數(shù)據(jù)包。
還可以考慮在數(shù)據(jù)包中增加“數(shù)據(jù)包編號”和“數(shù)據(jù)校驗”2個字節(jié)，以進一步提高通信的可靠性。
