USART结构

USART寄存器

       一、UDR寄存器。该寄存器是USART模块的I/O数据寄存器，用于保存接收或待发送的数据。

       USART模块的发送数据缓冲器和接收数据缓冲器共享相同的I/O地址，统称为I/O数据寄存器UDR。当我们将数据写入UDR时，数据会写入到发送数据缓冲寄存器中，而当读取UDR时，保存于接收数据缓冲寄存器中的内容将会被读取。
       二、UCSRA寄存器。包含了多少USART的控制和状态位。

       Bit7  RXC:USART接收结束标志位。当接收缓冲器中有未读出的数据时，RXC位置1，否则清0。当接收器禁止时，接收缓冲器被刷新，RXC位硬件清0。RXC标志位置1时，如果该中断得到允许，单片机将产生接收结束中断并执行相应的中断服务程序。
       Bit6 TXC:USART发送结束标志位。当发送移位缓冲器中的数据被送出，而且发送缓冲器UDR同样为空时置1。如果该中断得到允许，单片机将产生发送结束中断并执行相应的中断服务程序。发送结束中断服务程序被执行后，TXC标志位自动清0，也可对TXC位写1的方式将该位清0。
       Bit5 UDRE:发送缓冲器为空标志位。当UDRE位置1时，表示发送缓冲器为空，可以写入待发送的数据。如果此中断得到允许，单片机产生数据寄存器空中断并执行相应的中断服务程序。系统复位后UDRE位硬件置1，表示发送器已就绪。
       Bit4 FE:帧错误标志位。如果接收缓冲器接收到的下一个字符有帧错误，即接收缓冲器中的下一个字符的第一个停止位为0，那么FE置位1。在接收缓冲器UDR被读取之前，该位持续有效。当再次接收到停止为为1时，EF标志硬件清0。当写入USCRA寄存器时，这一位要写0。
       Bit3 DOR:数据溢出标志位。当接收缓冲器已满（包含了两个数据）时，接收移位寄存器又有了新的数据，若此时USART又检测到一个新的起始位，表明又有一个新的数据等待接收，这时会发生数据举出，DOR标志位置1。在接收缓冲器UDR被读取之前，该位会持续有效。写入UCSRA寄存器时，这一位要写0。
       Bit2 PE:奇偶校验错误标志位。当奇偶校验使能（UPM1=1），且接收缓冲器中所接收到的下一个字符有奇偶校验错误时UPE位置1。在接收缓冲器UDR被读取之前，该位会持续有效。写入UCSRA寄存器时，该位一定要写0。
       Bit1 U2X:倍速发送使能位。在异步模式下，该位置1可将波特率分频因子从16降到8，异步通信模式传输速率加倍。使用同步操作时该位清0。
       Bit0 MPCM:多处理器通信模式使能位。该位置1时启动多处理器通信模式。此时USART模块接收到的所有不包含地址信息的帧都将忽略。
       三、UCSRB寄存器。该寄存器是USART模块的控制和状态寄存器，包含了多个USART的控制和状态位。

       Bit7 RXCIE:接收结束中断使能位。
       Bit6 TXCIE:发送结束中断使能位。
       Bit5 UDRIE:发送缓冲器空中断使能位。
       Bit4 RXEN:接收使能位。该位置1时启动USART接收器功能，RXD引脚的通用I/O端口功能将被USART功能所取代。RXEN位清0时关闭接收器，这会刷新接收缓冲器并使FE/DOR及PE标志失效。
       Bit3 TXEN:发送使能位。该位置1时启动USART发送器功能，TXD引脚的通用I/O端口功能将被USART功能所取代。TXEN位清0后，只有等所有的数据发送完成后发送器才能够真正禁止，TXD引脚功能恢复其通用I/O功能。
       Bit2 UCSZ2:字符长度设置位。UCSZ2位与UCSRC寄存器的UCSZ1:0位组合在一起，设置数据帧所包含的数据位数，具体见表15-3。
       Bit1 RXB8:接收数据第8位。在9位数据模式下，RXB8保存的是接收数据第9位。读取UDR之前要首先读取RXB8，否则RXB8中的数据会丢失。
       Bit0 TXB8:发送数据第8位。在9位数据模式下，TXB8保存的是发送数据第9位。写入UDR之前需要将待发送数据第9位首先写入到TXB8中。
       四、UCSRC寄存器。

       Bit7 URSEL:寄存器选择位。通过该位选择访问UCSRC寄存器或UBRRH寄存器。当URSEL位为0时，写入的是UBRRH寄存器。URSEL位为1时，写入的是UCSRC寄存器。
       Bit6 UMSEL:USART模式选择位。该位清0时为USART异步模式，置1时为同步模式。
       Bit5:4 UPM1:0:奇偶校验模式选择位。这两位用于设置奇偶校验的模式并使能奇偶校验。如果使能了奇偶校验，在发送数据时，发送器会自动产生并发送奇偶校验位。在接收数据时，对于每一个接收到的数据，接收器都会产生一奇偶值，并与接收数据的校验位进行比较，如果不匹配，那么就将USRA寄存器的PE位置1。奇偶校验模式设见表15-4。

       Bit3 USBS: 停止位选择位。在发送数据时，该位清0，停止位为1位。该位置1，停止位为2位，接收数据时该位被忽略。
       Bit2:1 UCSZ1:UCSZ0:字符长度选择位。这两位与UCSRB寄存器的UCSZ2结合在一起可以设置数据帧包含的数据位数，具体设置见表15-5。

       Bit0 UCPOL:时钟极性选择位。在同步模式时，该位用于设置输出数据的改变和输入数据采样以及同步时钟XCK之间的关系，具体见表15-5。使用异步模式需将此位清0。

       五、UBRR寄存器。该寄存器的值决定通信的波特率，下表是当晶体为16M时UBRR值。

波特率计算公式

初始化程序：
void usart_init(void)
{
        UBRRH=0;
        UBRRL=103;     //16M晶体，9600bps;
        UCSRA=0X00;
        UCSRB=0X18;     
        UCSRC=0X86;  //8位数据，1个停止位
}