Đồ án Thiết kế một hệ thống đo lường cơ bản gồm đo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt Ds18b20 và đo tốc độ động cơ sử dụng motor – encoder (55trang)

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khoa học kỹ thuật luôn không ngừng phát triển và đổi mới từng ngày, từng giờ, tác động trực tiếp đến đời sống con người. Các hệ thống điện tử đã tham gia vào công nghiệp làm tăng năng suất lao động, giảm bớt sức lao động của con người. Có thể nói, điện tử là một trong những nghành nghề phát triển mũi nhọn, có những bước tiến vượt bậc về công nghệ cũng như ứng dụng trong cuộc sống. Trong lĩnh vực sản xuất cũng như trong đời sống hàng ngày , việc đo lường các đại lượng vật lý luôn đóng một vai trò quan trọng vì từ đó người sử dụng có thể biết được các thông số mình đang làm việc và từ đó sẽ khống chế và điều khiển chúng cho phù hợp với mụch đích của mình. Hiện là sinh viên năm thứ 4 của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, chúng em đã có những cái nhìn sâu hơn, tổng quát hơn về ngành mình đã lựa chọn từ đó đã có thể thiết kế những bo mạch cụ thể có ứng dụng thực tế hơn trong cuộc sống hàng ngày để sau khi ra trường có thể ứng dụng chúng nhiều hơn vào thực tế. Với mục đích tìm hiểu và thiết kệ một hệ thống đo lường, chúng em đã chọn đề tài: “ Thiết kế một hệ thống đo lường cơ bản gồm đo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt Ds18b20 và đo tốc độ động cơ sử dụng motor – encoder” làm đề tài cho đồ án môn học của mình. Mặc dù được sự chỉ dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn , chúng em đã rất cố gắng nhưng khối lượng kiến thức và thời gian có hạn , sẽ không tránh khỏi những thiếu sót mong thầy cô thông cảm. Chúng em mong được đón nhận những ý kiến từ các thầy cô và các bạn để có thể tiếp tục mở rộng hướng nghiên cứu cho đề tài của mình. CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN GIỚI THIỆU CHUNG Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro – controller, là mạch tích hợp trên một con chip và có thể lập trình được , dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống . Theo các tập lệnh của nhà sản xuất , người sử dụng có thể lập trình để vi điều khiển tiến hành đọc, giải mã, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, và từ đó sẽ thực hiện một công việc của một cơ cấu nào đó. Trong thiết bị điện , điện tử dân dụng , các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của TV, đầu đọc laser, điện thoại, lò vi song . Trong hệ thống công nghiệp tự động, chúng được sử dụng trong Robot, dây truyền băng tự động. Các hệ thống càng thông minh thì bộ vi điều khiển càng đóng vai trò quan trọng. I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA 16 ATmega16 là vi điều khiển chuẩn CMOS 8 bit tiết kiệm năng lượng, được chế tạo dựa trên cấu trúc AVR RISC (Reduced Instruction Set Computer), đây là cấu trúc có tốc độ xử lý cao hơn nhiều so với cấu trúc CISC (Complex Instruction Set Computer). Tần số hoạt động của vi điều khiển AVR bằng với tần số của thạch anh, trong khi với họ vi điều khiển theo cấu trúc CISC như họ 8051 thì tần số hoạt động bằng tần số thạch anh chia cho 12. Hầu hết các lệnh được thực thi trong một chu kỳ xung nhịp, do đó ATmega16 có thể đạt được tốc độ xử lý đến một triệu lệnh mỗi giây (với tần số 1MHz). Đặc điểm này cho phép người thiết kế có thể tiết kiệm tối đa mức độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý. Sau đây là các đặc tính của ATmega16: Hiệu năng cao, tiêu thụ ít năng lượng. Kiến trúc RISC: 131 lệnh – hầu hết các lệnh thực thi trong một chu kỳ máy. 32 thanh ghi 8 bit đa năng. Tốc độ thực hiện lên tới 16 triệu lệnh trong 1 giây (tần số 16MHz). Các bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu: 16Kbyte bộ nhớ Flash có khả năng tự lập trình trong hệ thống. Có thể thực hiện được 1.000 lần ghi xóa. Vùng mã Boot tùy chọn với những bit khóa độc lập. Lập trình trong hệ thống bởi chương trình on-chip boot. Thao tác đọc ghi trong khi nghỉ. 512 Byte EEPROM. Có thể thực hiện 100.000 lần ghi xóa. 1Kbyte SRAM nội. Lập trình khóa an toàn phần mềm. Ghép nối ngoại vi: 2 bộ định thời/bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số độc lập và chế độ so sánh. 1 bộ định thời/bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, chế độ so sánh và chế độ bắt mẫu (Capture). Bộ đếm thời gian thực với bộ dao động độc lập. Bốn kênh PWM. Bộ ADC 8 kênh 10 bit. Bộ truyền dữ liệu đồng bộ/bất đồng bộ USART. Bộ truyền dữ liệu chuẩn SPI. Watchdog timer khả trình với bộ dao động nội riêng biệt. Bộ so sánh Analog. Các đặc điểm khác: Power-on Reset và phát hiện Brown-out khả trình. Bộ tạo dao động nội. Nguồn ngắt nội và ngoại. 6 chế độ ngủ: Idle, ADC noise reduction, Power-save, Power-down, Standby và Extended Standby. Ngõ vào/ra: có 32 ngõ vào ra. Điện áp hoạt động: 2.7V – 5.5V đối với ATmega16L. 4.5V – 5.5V đối với ATmega16. Tần số hoạt động: 0 – 8MHz đối với ATmega16L. 0 – 16MHz đối với ATmega16. 2.2. Cấu trúc bên trong ATmega16:
  Hình 2.1 – Sơ đồ cấu trúc bên trong Atnega16   Phần lõi AVR kết hợp tập lệnh phong phú với 32 thanh ghi đa dụng. Toàn bộ 32 thanh ghi này đều kết nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit), cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập với 1 lệnh thực thi trong 1 chu kỳ xung nhịp. Cấu trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần so với vi điều khiển CISC thông thường. Với các tính năng đã nêu trên, khi ở chế độ nghỉ (Idle), CPU vẫn cho phép các chức năng khác hoạt động như: USART, giao tiếp 2 dây, chuyển đổi A/D, SRAM, bộ đếm/bộ định thời, cổng SPI và các chế độ ngắt. Chế độ Power-down lưu giữ nội dung các thanh ghi nhưng làm ngừng bộ tạo dao động, thoát khỏi các chức năng của chip cho đến khi có ngắt ngoài hoặc reset phần cứng. Trong chế độ Power-save, đồng hồ đồng bộ tiếp tục chạy cho phép chương trình có thể giữ được sự đồng bộ về thời gian nhưng các thiết bị còn lại ở trong trạng thái ngủ. Chế độ ADC Noise Reduction dừng CPU và tất cả các thiết bị còn lại ngoại trừ đồng hồ đồng bộ và ADC, giảm thiểu nhiễu khi ADC hoạt động. Ở chế độ Standby, bộ tạo dao động chạy trong khi các thiết bị còn lại ở trạng thái ngủ. Những đặc điểm này cho phép bộ vi điều khiển khởi động rất nhanh trong chế độ tiêu thụ công suất thấp. AVR được sản xuất sử dụng công nghệ bộ nhớ cố định mật độ cao của Atmel. Bộ nhớ On-chip ISP Flash cho phép lập trình lại vào hệ thống thông qua giao diện SPI bởi bộ lập trình bộ nhớ cố định truyền thống hoặc bởi chương trình On-chip Boot chạy trên lõi AVR. Chương trình Boot có thể sử dụng bất cứ giao diện nào để download chương trình ứng dụng trong bộ nhớ Flash. Phần mềm trong vùng Boot Flash sẽ tiếp tục chạy trong khi vùng Application Flash được cập nhật, giúp tạo ra thao tác Read-While-Write thực sự. Nhờ việc kết hợp một bộ 8bit RISC CPU với In-System Self-Programmable Flash chỉ trong một chip, ATmega32 là một vi điều khiển mạnh có thể cung cấp những giải pháp có tính linh động cao, giá thành rẻ cho nhiều ứng dụng điều khiển nhúng. ATmega32 được hỗ trợ đầy đủ với các công cụ hỗ trợ phát triển cũng như lập trình, bao gồm: trình biên dịch C, macro assembler, mô phỏng/dò lỗi lập trình, mô phỏng mạch điện và các bộ kit thí nghiệm. 2.3. Sơ đồ chân của ATmega16:
  Hình 2.2 – Sơ đồ chân của ATmega16   GND: chân nối mass. VCC: điện áp nguồn. Port A (PA0…PA7): ngõ vào/ra Port A. Các chân Port A cũng là ngõ vào analog của bộ chuyển đổi A/D Chân  Chức năng   PA7  ADC7 (Ngõ vào ADC 7)   PA6  ADC6 (Ngõ vào ADC 6)   PA5  ADC5 (Ngõ vào ADC 5)   PA4  ADC4 (Ngõ vào ADC 4)   PA3  ADC3 (Ngõ vào ADC 3)   PA2  ADC2 (Ngõ vào ADC 2)   PA1  ADC1 (Ngõ vào ADC 1)   PA0  ADC0 (Ngõ vào ADC 0)   Port B (PB0…PB7): ngõ vào/ra Port B. Các chức năng khác của Port B: Chân  Chức năng   PB7  SCK (Chân Clock của SPI)   PB6  MISO (Master Input / Slave Output của SPI)   PB5  MOSI (Master Output / Slave Input của SPI)   PB4  SS (Ngõ vào chọn Slave của SPI)   PB3  AIN1 (Ngõ vào Negative của bộ so sánh analog). OC0 (Ngõ ra so sánh của Timer/Counter 0).   PB2  AIN0 (Ngõ vào Possitive của bộ so sánh analog). INT2 (Ngõ vào ngắt ngoài 2)   PB1  T1 (Ngõ vào của bộ đếm ngoài counter 1)   PB0  T0 (Ngõ vào của bộ đếm ngoài counter 0) XCK (Chân I/O Clock của USART)   Port C (PC0…PC7): ngõ vào/ra Port C. Các chức năng khác của Port C: Chân  Chức năng   PC7  TOSC2 (Chân 2 bộ dao động của Timer)   PC6  TOSC1 (Chân 1 bộ dao động của Timer)   PC5  TDI (Chân data in Test JTAG)   PC4  TDO (Chân data out Test JTAG)   PC3  TMS (Chân chọn Mode Test JTAG)   PC2  TCK (Chân Clock Test JTAG)   PC1  SDA (Chân data I/O của giao thức Two-wire)   PC0  SCL (Chân clock của giao thức Two-wire)   Port D (PD0…PD7): ngõ vào/ra Port D. Các chức năng khác của Port D: Chân  Chức năng   PD7  OC2 (Ngõ ra so sánh của Timer/Counter2)   PD6  ICP1 (Chân bắt mẫu của Timer/Counter1)   PD5  OC1A (Ngõ ra so sánh A của Timer/Counter1)   PD4  OC1B (Ngõ ra so sánh B của Timer/Counter1)   PD3  INT1 (Ngõ vào ngắt ngoài 1)   PD2  INT0 (Ngõ vào ngắt ngoài 0)   PD1  TXD (Ngõ ra USART)   PD0  RXD (Ngõ vào USART)   Reset: Chân ngõ vào. Khi đặt vào chân này điện áp mức thấp trong thời gian xác định (xem trong datasheet) thì sẽ reset chương trình. Nếu thời gian ngắn hơn thì việc reset không thành công. XTAL1: ngõ vào khuếch đại dao động đảo và cũng là ngõ vào mạch tạo xung nội. XTAL2: ngõ ra của mạch khuếch đại dao động đảo. AVCC: là chân nguồn cấp cho Port A và bộ chuyển đổi A/D. Nên nối chân này với chân VCC ngay cả khi không sử dụng ADC. Nếu dùng ADC thì nên nối chân này với chân VCC qua 1 tụ lọc thông thấp. AREF: chân tham chiếu điện áp analog của bộ chuyển đổi A/D. 2.4. Bộ nhớ của Atmega16: 2.4.1. Bộ nhớ chương trình ISP Flash: Vi điều khiển ATmega16 có bộ nhớ Flash tới 16Kbyte để lưu giữ chương trình. Do tất cả các lệnh của AVR đều là 16 hoặc 32 bit nên bộ nhớ Flash được tổ chức theo kiểu 8K x 16. Nhằm đảm bảo phần mềm được an toàn, bộ nhớ chương trình Flash được chia thành 2 phần: phần chương trình Boot (Boot Program Sector) và phần chương trình ứng dụng (Application Program Sector). Bộ nhớ Flash có thể ghi xóa được đến 1.000 lần. Bộ đếm chương trình của ATmega16 có kích thước 13bit để ghi địa chỉ cho bộ nhớ chương trình 8K. Bảng phân chia 2 phần của bộ nhớ:
  Hình 2.3 – Sơ đồ phân chia bộ nhớ   2.4.2. Bộ nhớ dữ liệu SRAM:
  Hình 2.4 – Sơ đồ địa chỉ bộ nhớ   Hình trên là địa chỉ của bộ nhớ dữ liệu của các thanh ghi R0 – R31, bộ nhớ IO và bộ nhớ SRAM. 63 địa chỉ đầu là của các thanh ghi R và IO, còn bộ nhớ SRAM chiếm 1024 địa chỉ còn lại. 2.4.3.Bộ nhớ dữ liệu EEPROM: Vi điều khiển ATmega16 có bộ nhớ EEPROM với kích thước 512 byte. Nó được phân chia thành một khu vực riêng và có thể truy cập đến từng byte. Bộ nhớ EEPROM có thể ghi xóa đến 100.000 lần. 2.5. Xung nhịp của hệ thống và việc lựa chọn xung nhịp: Vi điều khiển ATmega16 có nhiều lựa chọn trong việc thiết lập xung nhịp cho hệ thống. Xung nhịp có thể do mạch tạo dao động bên trong vi điều khiển, cũng có thể do mạch dao động bên ngoài.
  Hình 2.5 – Sơ đồ khối hệ thống xung nhịp   Việc lựa chọn nguồn xung nhịp được thực hiện thông qua quá trình thiết lập các bit CKSEL3…0 (lựa chọn nguồn xung cũng như cả tần số của nguồn xung). Các nguồn xung  CKSEL3…0   Extenal Crystal / Ceramic Resonator  1111 – 1010   External Low-frequency Crystal  1001   External RC Oscillator  1000 – 0101   Calibrated Internal RC Oscillator  0100 – 0001   External Clock  0000   Sau đây là một số cách kết nối với nguồn xung nhịp bên ngoài:


  Kết nối với thạch anh  Nguồn RC bên ngoài  Nguồn xung clock bên ngoài   Bảng 2.1 – Kết nối với nguồn xung bên ngoài   2.6. Giới thiệu về Timer/Counter của ATmega16: 2.6.1. Timer/Counter0: Các chức năng chính: Kênh đếm so sánh đơn. Xóa giá trị timer khi đạt tới giá trị so sánh (Auto Reload). Chế độ PWM. Đếm sự kiện bên ngoài. Bộ chia tần số 10bit. Ngắt khi tràn hoặc tại giá trị so sánh.
  Hình 2.6 – Sơ đồ khối của Timer/Counter0   Các chế độ hoạt động của Timer/Counter0: Chế độ bình thường. Chế độ xóa giá trị Timer khi đạt tới giá trị so sánh. Chế độ Fast PWM. Chế độ PWM. Trong đề tài này, Timer/Counter0 được dùng để tạo xung PWM. Vì thế, phần này chỉ đề cập đến chế độ hiệu chỉnh PWM của Timer/Counter0. Chế độ hiệu chỉnh xung PWM giúp tạo ra dạng xung PWM với độ phân giải cao. Chế độ này dựa trên hoạt động dual-slope (dạng hai sườn lên xuống theo giá trị thanh ghi). Bộ đếm đếm liên tục từ giá trị BOTTOM đến MAX rồi đếm từ MAX xuống BOTTOM. Nếu chọn ngõ ra dạng không đảo (non-inverting), chân OC0 ở mức 0 tại giá trị so sánh giữa OCR0 với TCNT0 khi đếm lên, và ở mức 1 tại giá trị so sánh khi đếm xuống. Nếu chọn ngõ ra dạng đảo (inverting), chân OC0 sẽ hoạt động ngược lại. Chế độ hoạt động dual-slope có tần số thấp hơn so với chế độ single-slope. Tuy nhiên, do đặc tính đối xứng nên kiểu dual-slope thích hợp hơn cho các ứng dụng điều khiển động cơ. Độ phân giải của chế độ PWM này là 8bit. Bộ đếm sẽ tăng dần đến giá trị MAX. Khi đạt tới MAX, bộ đếm sẽ đảo chiều và đếm xuống tới BOTTOM. Như vậy, một chu kỳ của timer bằng thời gian giữa hai lần giá trị TCNT0 đạt MAX.
  Hình 2.7 - Giản đồ thời gian của chế độ PWM   Cờ tràn TOV0 được set mỗi lần bộ đếm đạt tới giá trị BOTTOM. Khi timer đạt tới giá trị này, ta có thể sử dụng để kích hoạt chương trình ngắt qua cờ báo ngắt. Xung PWM được đưa ra trên chân OC0. Việc thiết lập ngõ ra dạng đảo (inverting) hay không đảo (non-inverting) được thực hiện qua hai bit COM01 và COM00. Giá trị thực sự của OC0 chỉ có thể thấy được khi ta đặt OC0 là ngõ ra. Tần số của xung PWM được tính toán dựa vào công thức sau:
Trong đó, N là giá trị của bộ chia tần số (1, 8, 64, 256,1024). Thanh ghi OCR0 sẽ đạt tới cực trị (cực đại hoặc cực tiểu) thay cho các trường hợp đặc biệt khi phát ra dạng xung PWM. Trong chế độ không đảo, nếu OCR0 được đặt giá trị BOTTOM, ngõ ra luôn ở mức thấp và nếu OCR0 được đặt giá trị MAX thì ngõ ra luôn ở mức cao. Đối với chế độ đảo thì hoạt động ngược lại. 2.6.2. Timer/Counter1: Các chức năng chính: Thiết kế 16bit thực sự (cho phép tạo ra xung PWM 16bit). 2 bộ so sánh ngõ ra độc lập. 1 bộ bắt mẫu từ ngõ vào. 1 bộ giảm nhiễu ngõ vào. Chế độ xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh. Tạo tần số. Tạo xung PWM có thể thay đổi giá trị. Đếm sự kiện ngoài. 4 nguồn ngắt độc lập (TOV1, OCF1A, OCF1B và ICF1).
  Hình 2.8 - Sơ đồ khối của timer/counter1   Các chế độ hoạt động: Chế độ bình thường. Chế độ xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh. Chế độ Fast PWM. Chế độ PWM (Phase Correct PWM). Chế độ Phase and Frequency Correct PWM. Giới thiệu về chế độ đếm sự kiện ngoài: Chân ngõ vào T1: tác động cạnh lên hoặc xuống (tùy lựa chọn). Trong chế độ này, bộ đếm luôn đếm lên, khi đạt tới giá trị MAX (0xFFFF) thì tự động reset về BOTTOM (0x0000). 2.6.3. Giới thiệu timer/counter2: Các chức năng chính: Kênh đếm so sánh đơn. Xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh (Auto Reload). Chế độ PWM. Đếm sự kiện bên ngoài. Bộ chia tần số 10bit. Ngắt khi tràn hoặc tại giá trị so sánh.
  Hình 2.9 - Sơ đồ khối của timer/counter2   Các chế độ hoạt động của Timer/Counter2: Chế độ bình thường. Chế độ xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh. Chế độ Fast PWM. Chế độ PWM. Giới thiệu chế độ xóa giá trị Timer khi đạt tới giá trị so sánh (CTC): Trong chế độ này, thanh ghi OCR2 được dùng để thiết lập độ phân giải cho bộ đếm. Khi TCNT đạt tới giá trị bằng với OCR2, bộ đếm được xóa về 0. Thanh ghi OCR2 xác định giá trị lớn nhất và cũng là độ phân giải của Timer2.
  Hình 2.10 - Giản đồ thời gian của chế độ CTC   Khi bộ đếm đạt tới giá trị TOP, cờ OCF2 kích hoạt chương trình ngắt. Khi đã được kích hoạt, chương trình ngắt có thể được sử dụng để cập nhật giá trị TOP. Chu kỳ của Timer trong chế độ CTC có thể tính như sau:
Với công thức trên, ta có thể tính thời gian lấy mẫu như sau: Timer 8bit, giá trị MaxVal đặt trong OCR = 155, nguồn xung clock 16MHz, chia tần số 1024 thì thời gian lấy mẫu là 10ms. 2.7. Bộ truyền nhận dữ liệu USART: USART (The Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter – Bộ truyền nhận nối tiếp tổng hợp đồng bộ và bất đồng bộ) Đặc điểm: Hoạt động song công. Cho phép làm việc ở các chế độ : đồng bộ hay bất đồng bộ. Bộ phát tốc độ baud (BAUD RATE) với độ phân giải cao. Hỗ trợ Format khung truyền nối tiếp : 5,6,7,8, hay 9 Data Bits và 1 hoặc 2 bit Stop. Hỗ trợ kiểm tra bit chẵn , lẻ bằng phần cứng. Có thể phát hiện Data bị tràn , khung truyền bị lỗi. Có 3 cờ báo ngắt : TX complete, TX Data Register Empty và RX complete. Có chế độ truyền thông đa xử lý. Double speed (chỉ áp dụng cho chế độ truyền thông bất đồng bộ).
  Hình 2.11 - Sơ đồ khối USART   Trong sơ đồ trên, có ba khối nằm trong phần khung vuông là ba phần chính của USART: bộ phát xung, bộ truyền và bộ nhận. Thanh ghi điều khiển được sử dụng chung cho các thành phần. Bộ phát xung tạo ra xung nhịp cho bộ phát tốc độ baud (khi truyền nhận bất đồng bộ), hoặc điều khiển để nhận xung clock bên ngoài khi truyền nhận đồng bộ. Bộ truyền bao gồm một bộ đệm ghi đơn (single write buffer), thanh ghi dịch nối tiếp (serial Shift Register), bộ phát parity và bit điều khiển sử dụng cho nhiều khung truyền khác nhau. Bộ nhận phức tạp hơn do có phần phục hồi xung và dữ liệu (clock and data recovery). Thành phần phục hồi này sử dụng trong khi nhận dữ liệu bất đồng bộ. Ngoài hai phần phục hồi, bộ nhận còn có phần kiểm tra parity, bit điều khiển, thanh ghi dịch và bộ đệm nhận hai mức thấp (UDR). Bộ nhận hỗ trợ các chuẩn khung truyền giống như bộ phát, và có thể phát hiện lỗi khung truyền, tràn dữ liệu hoặc lỗi parity. Các thanh ghi của USART: USART I/O Data Register –UDR
UDR là thanh ghi bộ đệm truyền(TXB) và nhận(RXB) (chúng có cùng 1 địa chỉ vật lý) có chức năng lưu trữ Data. TXB: Thanh ghi bộ đệm truyền. Khi ta muốn send data đến PC thì trước hết data đó phải được nạp vào TXB. Muốn ghi DATA vào TXB thì bit UDRE trong thanh ghi UCSRA phải được set (UDRE=[1]: cho phép ghi vào TXB). Data đó được ghi vào UDR cho đến khi UDRE=[0]. Khi Data đang được vào TXB, và Transmitter được phép thì Transmitter sẽ Load Data đó vào thanh ghi dịch khi thanh ghi dịch bị trống (rỗng). Sau đó Data được truyền nối tiếp trên chân TxD (PD0) của MCU. RXB: Thanh ghi bộ đệm nhận. Khi PC send 1 gói Data đến MCU thì gói Data đó nằm trong RXB do đó cần phải chuyển Data trong RXB vào 1 thanh R (vd: R16). RXB gồm có 2 mức FIFO. FIFO sẽ thay đổi trạng thái của nó bất cứ khi nào RXB được truy xuất. Vì trạng thái này của RXD mà không được dùng những lệnh (SBI, CBI) ở đây. Cẩn thận với các lệnh kiểm tra (SBIC và SBIS), vì chúng cũng sẽ làm thay đổi trạng thái của FIFO. USART Control and Status Register A – UCSRA (Thanh ghi điều khiển và trạng thái A)
Bit 7 – RXC: USART Receive Complete Cờ RXC =[1] khi có data chưa được đọc trong RXB và RXC =[0] khi RXB rỗng (không còn bất kì data nào trong RXB chưa đọc). Cờ RXC có thể được dùng để tạo ra ngắt khi nhận xong (kết hợp với bit RXCIE). Bit 6-TXC: USART Transmit Complete Cờ TXC =[1] khi toàn bộ data trong thanh ghi dịch truyền đã dược dịch ra ngoài và không còn data mới nào xuất hiện trong TXB (UDR). TXC tự động được xóa nếu có 1 ngắt khi truyền xong được thực thi hay nó cũng có thể được xóa bằng cách ghi vào vị trí bit của nó. Cờ TXC có thể được dùng để tạo ra ngắt khi truyền xong (kết hợp với bit RXCIE). Bit 5-UDRE: USART Data Register Empty Cờ UDRE chỉ thị nếu TXR (UDR) sẵn sàng để nhận dữ liệu mới. Nếu UDRE=[1] thì bộ đệm trống, vì thế mà bộ đệm sẵn sàng nhận dữ liệu mới. Cờ UDRE có thể tạo ra 1 ngắt khi data trong thanh ghi trống rỗng (kết hợp với bit UDRIE). UDRE = [1] sau khi reset để chỉ thị rằng bộ truyền đã sẵn sàng. Bit 4-FE: Frame Error FE =[1] nếu có lỗi khung truyền khi nhận. Bit3-DOR: Data OverRun DOR=[1] nếu dữ liệu bị tràn. Bit 2-PE: Parity Error PE=[1] n