PIND 6 PIND 5 PIND 4 PIND 3 PIND 2 PIND 1
20. USART
20.8. 非同期受信
ATmega48A/48PA/88A/88PA/168A/168PA/328/328P [ﾃﾞｰﾀｼｰﾄ] 120 20.8.3. 非同期での動作範囲
受信部の動作範囲は受信したﾋﾞｯﾄ速度と内部的に生成したﾎﾞｰﾚｰﾄ間の不一致に依存します。送信部が速すぎるまたは遅すぎるﾋﾞｯ ﾄ速度でﾌﾚｰﾑを送出したり、内部的に発生した受信部のﾎﾞｰﾚｰﾄが類似した(表20-2.参照)基準周波数を持たない場合、受信部は開 始ﾋﾞｯﾄでﾌﾚｰﾑを同期できません。
次式は到着ﾃﾞｰﾀ速度と内部受信部ﾎﾞｰﾚｰﾄ間の比率計算に使用できます。
Rslow = (D + 1)×S
S - 1 + D×S + SF Rfast = (D + 2)×S (D + 1)×S + SM D : ﾃﾞｰﾀとﾊﾟﾘﾃｨのﾋﾞｯﾄ数 (5～10)
S : ﾋﾞｯﾄあたりの採取数 (標準速=16、倍速=8)
SF : 多数決に使用する最初の採取番号 (標準速=8、倍速=4) SM : 多数決に使用する中心の採取番号 (標準速=9、倍速=5)
Rslow : は受信側ﾎﾞｰﾚｰﾄに対して許容できる最低受信ﾋﾞｯﾄ速度の比率です。
Rfast : は受信側ﾎﾞｰﾚｰﾄに対して許容できる最高受信ﾋﾞｯﾄ速度の比率です。
表20-2.は許容できる最大受信部ﾎﾞｰﾚｰﾄ誤差一覧です。標準速動作には、より高いﾎﾞｰﾚｰﾄ変動許容力があることに注目してくださ い。
表20-2. 標準速と倍速での受信部ﾎﾞｰﾚｰﾄ推奨最大許容誤差
D 推奨許容誤差(%)
5 ±3.0
±2.5 総合許容誤差(%)
-6.80～+6.67 7
-5.88～+5.79
±2.0 -5.19～+5.11
±2.0 -4.54～+4.58
Rslow(%) 93.20 94.12 94.81 95.36
注: Dはﾃﾞｰﾀ ﾋﾞｯﾄ数とﾊﾟﾘﾃｨ ﾋﾞｯﾄの合計ﾋﾞｯﾄ数です。
(訳注) 原書は表20-2.に標準速、表20-3.に倍速を記載していますが、比較が容易なように表20-2.として纏めました。
6 8
Rfast(%) 106.67 105.79 105.11 104.58
推奨許容誤差(%)
±2.5 総合許容誤差(%)
-5.88～+5.66 Rslow(%)
94.12
Rfast(%) 105.66
標準速動作 (U2Xn=0) 倍速動作 (U2Xn=1)
9 -4.19～+4.14 ±1.5
±1.5 -3.83～+3.78
95.81 96.17 10
104.14 103.78
±2.0 -5.08～+4.92
94.92 104.92
±1.5 -4.48～+4.35
95.52 104.35
±1.5 -4.00～+3.90
96.00 103.90
±1.5 -3.61～+3.53
96.39 103.53
±1.0 -3.30～+3.23
96.70 103.23
受信部ﾎﾞｰﾚｰﾄの推奨最大許容誤差は最大総合許容誤差を送信部と受信部で等分割するという仮定の元で作られました。
受信部ﾎﾞｰﾚｰﾄ誤差に対して2つの起こり得る原因があります。受信部のｼｽﾃﾑ ｸﾛｯｸ(XTAL)は供給電圧範囲と温度範囲に関して常 に若干の不安定性があります。ｼｽﾃﾑ ｸﾛｯｸを生成するのにｸﾘｽﾀﾙ発振子を使用する時は殆ど問題ありませんが、(ｾﾗﾐｯｸ)振動子で のｼｽﾃﾑ ｸﾛｯｸは振動子偏差に依存して2%を越えて異なるかもしれません。2つ目の誤り原因はより制御可能です。ﾎﾞｰﾚｰﾄ発振器は 欲したﾎﾞｰﾚｰﾄを得るためにｼｽﾃﾑ周波数の正確な分周を常に行うことはできません。この場合、可能ならば受け入れ可能な低い誤 差を与えるUBRRn値が使用できます。
20.9. 複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作
USART制御/状態ﾚｼﾞｽﾀA(UCSRnA)での複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作(MPCMn)ﾋﾞｯﾄの設定(1)はUSART受信部によって受信された到着ﾌ ﾚｰﾑの選別機能を許可します。ｱﾄﾞﾚｽ情報を含まないﾌﾚｰﾑは無視され、受信緩衝部に格納されません。これは同一直列ﾊﾞｽ経由で 通信する複数MCUのｼｽﾃﾑで、CPUによって扱われなければならない到着ﾌﾚｰﾑ数を効果的に減らします。送信部はMPCMnﾋﾞｯﾄ設 定によって影響されませんが、複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作を利用するｼｽﾃﾑの一部の時は違うふうに使用されなければなりません。
受信部が5～8ﾃﾞｰﾀ ﾋﾞｯﾄを含むﾌﾚｰﾑを受信するように設定されるなら、最初の停止ﾋﾞｯﾄはﾃﾞｰﾀまたはｱﾄﾞﾚｽ情報を含むﾌﾚｰﾑかどう かを示します。受信部が9ﾃﾞｰﾀ ﾋﾞｯﾄのﾌﾚｰﾑに設定されるなら、USART制御/状態ﾚｼﾞｽﾀB(UCSRnB)の受信第9(RXB8n)ﾋﾞｯﾄがｱﾄﾞﾚｽ とﾃﾞｰﾀのﾌﾚｰﾑを識別するのに使用されます。ﾌﾚｰﾑ種別(最初の停止または第9)ﾋﾞｯﾄが1の時にﾌﾚｰﾑはｱﾄﾞﾚｽを含みます。ﾌﾚｰﾑ種 別ﾋﾞｯﾄが0の時にそのﾌﾚｰﾑはﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑです。
複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作は主MCUからのﾃﾞｰﾀを多くの従MCUで受信することを可能にします。これはどのMCUがｱﾄﾞﾚｽ指定されるか を検出するため、最初にｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑを調べることによって行われます。特定の従MCUがｱﾄﾞﾚｽ指定されたなら、そのMCUは後続す るﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑを通常のように受信し、一方その他の従MCUは他のｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑが受信されるまで受信したﾌﾚｰﾑを無視します。
20.9.1. 複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信の使用法
主MCUとして動作するMCUは9ﾋﾞｯﾄ ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑ形式(UCSZn=7)を使用できます。UCSRnBの送信第9(TXB8n)ﾋﾞｯﾄはｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑ時 に設定(1)、またはﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑ時に解除(0)されて送信されなければなりません。この場合、従MCUは9ﾋﾞｯﾄ ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑ形式の使用 に設定されなければなりません。
複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作でﾃﾞｰﾀを交換するのに次の手順が使用されるべきです。
① 全ての従MCUは複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作です(UCSRnAの複数ﾌﾟﾛｾｯｻ通信動作(MPCMn)ﾋﾞｯﾄが設定(1))。
② 主MCUはｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑを送り、全ての従装置がこのﾌﾚｰﾑを受信し、これを読みます。従CPUでは通常のようにUCSRnAで受信完 了(RXCn)ﾌﾗｸﾞが設定(1)されます。
③ 各従MCUはUSARTﾃﾞｰﾀ ﾚｼﾞｽﾀ(UDRn)を読み、選択されたかを判定します。選択された場合はUCSRnAのMPCMnﾋﾞｯﾄを解除(0) し、そうでなければ(非選択の場合は)MPCMnﾋﾞｯﾄ設定を保ち、次のｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑを待ちます。
④ ｱﾄﾞﾚｽ指定されたMCUは新規ｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑが受信されるまで全ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑを受信します。MPCMnﾋﾞｯﾄが未だ設定(1)されている 他の従CPUはこのﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑを無視します。
⑤ 最後のﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑがｱﾄﾞﾚｽ指定されたMCUによって受信されると、ｱﾄﾞﾚｽ指定されたMCUはMPCMnﾋﾞｯﾄを設定(1)し、主装置から の新規ｱﾄﾞﾚｽ ﾌﾚｰﾑを待ちます。以降、手順は②からを繰り返します。
5～8ﾋﾞｯﾄ ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑ形式のどの使用も可能ですが、受信側が使用するnとn+1ﾋﾞｯﾄ ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑ形式間を切り替えなければならない ため非実用的です。これは送信部と受信部が同じﾃﾞｰﾀ ﾋﾞｯﾄ長設定を使用するため、全二重(ﾌﾙﾃﾞｭｰﾌﾟﾚｯｸｽ)動作を困難にします。
5～8ﾋﾞｯﾄ ﾃﾞｰﾀ ﾌﾚｰﾑが使用される場合、最初の停止ﾋﾞｯﾄがﾌﾚｰﾑ種別を示すのに使用されるので、送信部は2停止ﾋﾞｯﾄ使用(USBSn
=1)に設定されなければなりません。
MPCMnﾋﾞｯﾄを設定(1)または解除(0)するのに読み-修正-書き(ﾘｰﾄﾞ ﾓﾃﾞﾌｧｲ ﾗｲﾄ)命令(SBIとCBI)を使用してはいけません。MPCMn ﾋﾞｯﾄは送信完了(TXCn)ﾌﾗｸﾞと同じI/O位置を共用しており、SBIまたはCBI命令を使用すると偶然に解除(0)されるかもしれません。
(訳注) ATmega48A/48PA/88A/88PA/168A/168PA/328/328PではUCSRnAのI/OｱﾄﾞﾚｽがSBI,CBI命令適用範囲外なので上記記 述は不適切です。 但し、命令の組み合わせによる同様処理の場合に対して、上記注意の本意は適切(有効)です。
ATmega48A/48PA/88A/88PA/168A/168PA/328/328P [ﾃﾞｰﾀｼｰﾄ] 122