AVR USART通信问题

Question

我正在努力使美援to在Mega2560上正常工作。每隔一段时间我就会从终端()发送的字符串()中只接收到前两个字符，或者整个字符串中缺少一个字符。我试过检查帧、波德和其他错误，但没有结果。我正在使用std::string和std：：cPlusPlus库，我确实尝试使用C字符串(char数组)，但是仍然存在问题，所以我不认为这会造成任何问题。

Eclipse的设置是在发送时向字符串添加一个换行符('\n')，我在执行字符串上的任何代码之前等待该字符，但仍然存在问题。我最初是从Arduino系列库开始的，但也遇到了同样的问题，更糟糕的是，这也是我选择使用AVR USART的原因。

我不知道这是否是一个问题，但我确实有2个定时器(4和5)运行，以控制我的程序的其他方面，这些可能是造成这一问题？我确实尝试过删除这些命令，但是仍然得到了相同的结果--也许我必须添加另一个命令(sei，cli)或者在某个地方设置什么东西？我希望我没有遗漏一些明显的东西，下面是相关代码。

Settings.h

const struct{
   uint16_t baud = 57600;
}settings;

USARTSerial

/**
 * Constructor
 */
USARTSerial::USARTSerial(){
    uint8_t baud = (F_CPU / (settings.baud * 16UL)) - 1;

    /*** Serial Setup ***/
    UBRR0H = (baud >> 8);
    UBRR0L = baud;

    //Transmit and receive enable
    UCSR0B |= (1 << TXEN0) | (1 << RXEN0);
    UCSR0C |= (1 << UCSZ00) | (1 << UCSZ01);
}

/**
 * Reads a single byte from the USART
 */
unsigned char USARTSerial::ReadChar(){

    loop_until_bit_is_set(UCSR0A, RXC0);

    //Get the received char
    return UDR0;
}

/**
 * Writes a single byte to the USART.
 */
void USARTSerial::WriteChar(char data){

    //Wait until byte is ready to be written    
    while((UCSR0A & (1<<UDRE0)) == 0){}

    // Transmit data
    UDR0 = data;
}

/**
 * Writes a std::string to the USART.
 */
void USARTSerial::Write(string data){

    //Loop unit we write all the data
    for (uint16_t i = 0; i < data.length(); i++){
        this->WriteChar(data[i]);
    }
}

Main

#include "Arduino.h"
#include "avr/interrupt.h"
#include "StandardCplusplus.h"
#include "string"
#include "Settings.h"
#include "USARTSerial.h"

std::string cmdStr;   /*** String to hold incoming data ***/
USARTSerial serial;   /*** Serial Interface ***/

void setup(){
    cli();

    //Setup Timer 5
    TCCR5A = 0;
    TCCR5B = 0;
    TCNT5  = 0;
    OCR5A = 16000;
    TCCR5B |= (1 << WGM52);
    TCCR5B |= (0 << CS52) | (0 << CS51) | (1 << CS50);
    TIMSK5 |= (1 << OCIE5A);

    //Setup Timer 4
    TCCR4A = 0;
    TCCR4B = 0;
    TCNT4 = 0;
    OCR4A = 40000;
    TCCR4B |= (1 << WGM12);
    TCCR4B |= (0 << CS12) | (1 << CS11) | (1 << CS10);
    TIMSK4 |= (1 << OCIE4A);

    serial = USARTSerial();

    //Enable the Interrupts
    sei();
}


/**
 * ISR(Timer5 Compare A)
**/  
ISR(TIMER5_COMPA_vect)
{
    //Do things...
}

/**
 * ISR(Timer4 Compare A)
**/
ISR(TIMER4_COMPA_vect) {

   //Do some really cool stuff....
}

void loop(){
    char inChar;

    if(bit_is_set(UCSR0A, RXC0)){

        inChar = serial.ReadChar();

        //Check if we have a newline
        if (inChar == '\n'){
            serial.Write(cmdStr);
            cmdStr = "";
        }
        else{
            cmdStr += toupper(inChar);
        }
    }
}

编辑

多亏了Rev1.0和tofro，我的代码终于正常工作了。的确，计时器引起了一些冲突，并将USART移动到ISR中，效果非常好。我还能够摆脱其中一个定时器，只需将操作移到主循环中。我有一个问题是关于主循环中的一个小延迟，它是否与std::stream中的the ()执行相同的操作？我知道，除非您特别希望程序等待，否则主循环中不应该有延迟，但是在我的测试中，添加延迟似乎完善了USART。下面是更新的代码..。

USARTSerial

/**
 * Constructor
 */
USARTSerial::USARTSerial(){
    uint8_t baud = (F_CPU / (settings.baud * 16UL)) - 1;

    /*** Serial Setup ***/
    UBRR0H = (baud >> 8);
    UBRR0L = baud;

    //Transmit and receive enable
    UCSR0B |= (1 << TXEN0) | (1 << RXEN0) | (1 << RXCIE0); /** Added RXCIE0 for the USART ISR **/
    UCSR0C |= (1 << UCSZ00) | (1 << UCSZ01);
}

/**
 * Reads a single byte from the USART
 */
unsigned char USARTSerial::ReadChar(){

    loop_until_bit_is_set(UCSR0A, RXC0);

    //Get the received char
    return UDR0;
}

/**
 * Writes a single byte to the USART.
 */
void USARTSerial::WriteChar(char data){

    //Wait until byte is ready to be written    
    while((UCSR0A & (1<<UDRE0)) == 0){}

    // Transmit data
    UDR0 = data;
}

/**
 * Writes a std::string to the USART.
 */
void USARTSerial::Write(string data){

    //Loop unit we write all the data
    for (uint16_t i = 0; i < data.length(); i++){
        this->WriteChar(data[i]);
    }
}

/**
 * Available
 *
 * Returns if the USART is ready for reading
 */
bool USARTSerial::Available(){
    return bit_is_set(UCSR0A, RXC0);
}

Main

#include "Arduino.h"
#include "avr/interrupt.h"
#include "StandardCplusplus.h"
#include "string"
#include "Settings.h"
#include "USARTSerial.h"

std::string cmdStr;   /*** String to hold incoming data ***/
USARTSerial serial;   /*** Serial Interface ***/

void setup(){
    cli();

    //Setup Timer 5
    TCCR5A = 0;
    TCCR5B = 0;
    TCNT5  = 0;
    OCR5A = 16000;
    TCCR5B |= (1 << WGM52);
    TCCR5B |= (0 << CS52) | (0 << CS51) | (1 << CS50);
    TIMSK5 |= (1 << OCIE5A);

    serial = USARTSerial();

    //Enable the Interrupts
    sei();
}


/**
 * ISR(Timer5 Compare A)
**/  
ISR(TIMER5_COMPA_vect)
{
    //Do things...
}

/**
 * Main Loop
**/
void loop(){
     //Do some really cool stuff....
     delay (50);
} 

/**
 * USART Interrupt
 */
ISR(USART0_RX_vect){
    char inChar;

    if(serial.Available()){

        inChar = serial.ReadChar();

        //Check if we have a newline
        if (inChar == '\n'){
            /** Run code on the recieved data ***/
            cmdStr = "";
        }
        else{
            //Convert to Uppercase 
            cmdStr += toupper(inChar);
        }
    }
} 

Answer 1

我会把这个作为回答，因为它太长了，不能发表评论：

我没有看到任何明显的问题，特别是当您说您从计时器ISR中删除代码以进行测试时。

但是，考虑到硬件UART使用两个字节FIFO。如果控制器接收到更多的两个字节而不读出UDR寄存器，则FIFO中的数据将丢失/覆盖。在你的情况下可能会发生这种情况。这种情况通常发生在两种情况下：

1. 如果使用RX处理RX数据，则必须确保其他ISR不会阻止代码执行。这就是ISR应该包含尽可能少的代码的一般原因。
2. 如果RX数据是通过轮询RXC标志来处理的(就像在您的例子中那样)，您还必须确保“主循环”中没有任何东西会阻止代码执行太长时间。

使用ISR而不是轮询RXC标志是首选的变体。