ATmega4809通过USART1发送多字符时输出0xFF的问题解决

问题描述 #

在ATmega4809上使用USART1发送字符时，单个字符发送正常，但发送字符串时，除第一个字符外其余均输出0xFF，预期输出为aHello world!b，实际输出异常。

排查过程 #

尝试以下操作均未解决问题：

• 更换不同波特率
• 使用Microchip工具链、手动编译的GCC等不同编译器
• 发送每个字符后添加延迟
• 调整字符串定义方式（数组、指针）、发送逻辑（循环、逐个发送）
• 切换至USART2
• 调整时钟频率、编译器优化等级

仅当手动初始化字符数组时，发送结果正常，说明问题与字符串存储相关。

解决方案 #

问题与USART无关，根源是复用的旧Makefile（原用于ATmega328p和ATmega2560）在转换ELF到HEX文件时，未包含.rodata段。旧款ATmega芯片不需要该段，但ATmega4809必须包含，添加后问题解决。

修改前的Makefile片段 #

$(OUT).hex: $(OUT).elf
    rm -f $(OUT).hex $(OUT).eep.hex
    $(OBJCOPY) -j .text -j .data -O ihex $(OUT).elf $(OUT).hex
    $(SIZE) $(OUT).hex

修改后的Makefile片段 #

$(OUT).hex: $(OUT).elf
    rm -f $(OUT).hex $(OUT).eep.hex
    $(OBJCOPY) -j .text -j .data -j .rodata -O ihex $(OUT).elf $(OUT).hex
    $(SIZE) $(OUT).hex

测试代码 #

用户使用的测试代码如下：

#include <avr/io.h>

#define BAUDRATE 115200
#define BAUD_REG (F_CPU  * 64UL) / (16UL * BAUDRATE) 

void usart_init(USART_t * usart) {
  // Sets up usart
  usart->BAUD = BAUD_REG;
  usart->CTRLB = (1 << USART_TXEN_bp) | (1 << USART_RXEN_bp);
}

void usart_write(USART_t * usart, char c) {
    // Wait TX ready
    while (!(usart->STATUS & USART_DREIF_bm)) {;;}
    // Send character
    usart->TXDATAL = c;
}

int main(void)
{
  // Setup 16 MHz clock internal clock
  CCP = 0xD8;
  CLKCTRL_MCLKCTRLB = 0;

  // Setup uart1
  // Set alternate pin mux for uart1 to PC4 and PC5
  PORTMUX.USARTROUTEA |= PORTMUX_USART1_0_bm;
  // Set TX pin output
  VPORTC.DIR |= PIN4_bm;
  // Setup USART1
  usart_init(&USART1);

  // String to send
  char st[] = "Hello world!";
  // Pointer to iterate of characters
  char * st_ptr = st;

  // Send char -> works fine
  usart_write(&USART1, 'a');

  // Send string -> sends garbage
  while (*st_ptr) {
    usart_write(&USART1, *st_ptr++);
  }

  // Send another char -> works fine
  usart_write(&USART1, 'b');

  while (1) {;;}
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paulusbrand