USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter），通用同步 / 异步收发器，是一种在微控制器中常用的串口通信协议。它可以通过串口将数据以字节的形式在微控制器与外部设备之间进行传输。本文将介绍如何在嵌入式系统中进行 USART 字符串命令的接收与响应。

1. 初始化 USART 串口

在进行 USART 通信之前，首先需要进行串口的初始化。需要设置波特率、数据位、停止位和校验位等参数。一个常用的 USART 串口初始化的代码如下：

// 定义波特率
#define BAUDRATE 9600
// 定义计算波特率的宏
#define UBRR_VALUE ((F_CPU)/(BAUDRATE*16UL)-1)
// 初始化 USART 串口
void USART_init(void) {
    // 设置波特率
    UBRR0H = (uint8_t)(UBRR_VALUE >> 8);
    UBRR0L = (uint8_t)UBRR_VALUE;
    // 设置数据位、停止位和校验位
    UCSR0C |= (1 << UCSZ01) | (1 << UCSZ00); // 8 位数据位
    UCSR0C &= ~(1 << USBS0); // 1 位停止位
    UCSR0C &= ~(1 << UPM01) & ~(1 << UPM00); // 无校验位
    // 使能接收和发送
    UCSR0B |= (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0);
}
C

2. 接收 USART 字符串命令

接收 USART 字符串命令需要使用中断服务函数。通过中断服务函数，当 USART 接收到一个字节的数据时，将数据存储到缓冲区中。中断服务函数的代码如下：

// 定义缓冲区大小
#define BUFFER_SIZE 100
// 定义缓冲区
volatile char buffer[BUFFER_SIZE];
volatile uint8_t buffer_index = 0;
// USART 接收中断服务函数
ISR(USART_RX_vect) {
    char received_data = UDR0;
    // 将接收到的数据存储到缓冲区中
    buffer[buffer_index++] = received_data;
    if (buffer_index >= BUFFER_SIZE) {
        buffer_index = 0;
    }
}
C

通过以上中断服务函数，可以将接收到的数据存储到缓冲区中，以供后续处理。

3. 解析 USART 字符串命令

在接收到 USART 字符串命令后，需要对其进行解析以获取具体的命令信息。可以通过字符串分割或者正则表达式匹配的方式来进行解析。以下是一个简单的示例代码，演示了如何通过字符串分割来解析命令：

// 解析 USART 字符串命令
void parse_command(void) {
    // 将缓冲区数据转换为字符串
    char command_string[BUFFER_SIZE];
    strncpy(command_string, buffer, buffer_index);
    command_string[buffer_index] = '\0';
    
    // 使用字符串分割方式解析命令
    char* command_tokens[10];
    uint8_t num_tokens = 0;
    // 使用空格分割命令
    char* token = strtok(command_string, " ");
    while (token != NULL && num_tokens < 10) {
        command_tokens[num_tokens++] = token;
        token = strtok(NULL, " ");
    }
    
    // 处理解析到的命令
    
    // 清空缓冲区
    memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
    buffer_index = 0;
}
C

通过以上代码，可以将接收到的命令字符串进行分割，并存储到一个字符串数组中。在实际应用中，可以根据具体的命令进行相应的处理操作。

4. 响应 USART 字符串命令

完成命令的解析之后，就可以根据具体的命令进行相应的响应操作。例如，可以通过 USART 串口将结果返回给发送者。以下示例代码演示了如何通过 USART 串口发送响应消息：

// 响应 USART 字符串命令
void send_response(const char* response) {
    // 等待发送缓冲区为空
    while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
    // 发送响应消息
    int index = 0;
    while (response[index] != '\0') {
        UDR0 = response[index++];
        // 等待发送缓冲区为空
        while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
    }
}
C

通过以上代码，可以逐个字节地发送响应消息。在实际应用中，需要根据具体的需求和通信协议，进行相应的消息解析和响应操作。

通过以上的步骤，可以实现 USART 字符串命令的接收与响应。首先进行 USART 串口的初始化，然后通过中断服务函数接收数据并存储到缓冲区，接着解析命令并根据具体的命令进行相应的操作，最后通过 USART 串口将响应消息发送出去。这样就能实现在嵌入式系统中进行 USART 字符串命令的接收与响应的功能。