Respuesta inesperada de Atmega16 a través de UART

Breve resumen del problema

He mostrado un Atmega16 con un código que debería hacer que el Atmega16 devuelva cualquier carácter que le envíe a través de una terminal. Recibo una respuesta, pero rara vez es el carácter que envié. Puedo ver la salida correcta cambiando la velocidad en baudios, pero no entiendo por qué funciona la velocidad en baudios correcta.

Mas detalle

Estoy tratando de aprender más sobre la programación de firmware en mi propio tiempo porque lo disfruto bastante. Hasta ahora, en la programación de firmware que he hecho en la universidad, nos han dado archivos de código de esqueleto que hacen muchas de las interfaces periféricas y las configuran para nosotros, pero me gustaría aprender esto yo mismo. Tengo algunas preguntas sobre lo que estoy haciendo aquí esparcidas a lo largo de la publicación, pero las detallaré al final. Si detecta algún malentendido o posibles lagunas en mi conocimiento, agradecería mucho cualquier aporte que pueda tener.

El código

El código que he instalado en mi Atmega16 se toma casi línea por línea del tutorial 'Uso del USART en AVR-GCC' que se encuentra en esta página . Todo lo que he agregado es #define para F_CPU. El código original no tenía un #define para F_CPU, por lo que mi código no se compilaría en AtmelStudio 7. ¿Alguien podría explicar por qué el autor no habría definido F_CPU en su archivo original? Supongo que pueden haber estado usando alguna otra herramienta o compilador que no sea Atmel Studio 7, pero no puedo decirlo con certeza.

#include <avr/io.h>
#define F_CPU 7372800 //this was chosen because the tutorial states this is the frequency we want to operate at
#define USART_BAUDRATE 9600
#define BAUD_PRESCALE (((( F_CPU / 16) + ( USART_BAUDRATE / 2)) / ( USART_BAUDRATE )) - 1)

int main ( void )
{
    char ReceivedByte ;
    UCSRB = (1 << RXEN ) | (1 << TXEN ); // Turn on the transmission and reception circuitry
    UCSRC = (1 << URSEL ) | (1 << UCSZ0 ) | (1 << UCSZ1 ); // Use 8- bit character sizes
    UBRRH = ( BAUD_PRESCALE >> 8); // Load upper 8- bits of the baud rate value into the high byte of the UBRR register
    UBRRL = BAUD_PRESCALE ; // Load lower 8- bits of the baud rate value into the low byte of theUBRR register
    for (;;) // Loop forever
    {
        while (( UCSRA & (1 << RXC )) == 0) {}; // Do nothing until data have been received and is ready to be read from UDR
        ReceivedByte = UDR ; // Fetch the received byte value into the variable " ByteReceived "
        while (( UCSRA & (1 << UDRE )) == 0) {}; // Do nothing until UDR is ready for more data to be written to it
        UDR = ReceivedByte ; // Echo back the received byte back to the computer
    }
}

La configuración de hardware

• UCM: Atmega16;
• Cadena de herramientas: Atmel Studio 7, parpadeando con AVR dragon;
• Fuente de alimentación: riel de 5V tomado de una placa de desarrollo proporcionada por la universidad (que se toma del USB de la computadora). Condensador de disco cerámico de 100 nF utilizado para derivar las líneas de alimentación de la placa de prueba
• Conversor USB a serie: Este . TXD en el convertidor de USB a serie conectado a RXD Atmega (Pin 15). RXD en el convertidor conectado a RXD en Atmega (Pin 14).

• Software de terminal: PuTTY (con baudrate de 9600).

  Evidencia de las respuestas incorrectas

  Para reiterar, el Atmega debe devolver lo que se le envió, es decir, la SALIDA debe ser exactamente igual a la ENTRADA.

  Salida de masilla

  $$\begin{array} \hline \text{INPUT} & \text{OUTPUT} \\ \hline \text{f} & \text{&}\\ \hline \text{f} & \text{6}\\ \hline \text{z} & \text{>}\\ \hline \text{d} & \text{0}\\ \hline \text{space} & \text{0}\\ \hline \text{x} & \text{8}\\ \hline \end{array}$$

  Capturas de osciloscopio

  He usado mi Picoscope con decodificación en serie para verificar que el Atmega esté recibiendo la entrada correcta, lo que parece ser. Por ejemplo, cuando presiono la tecla 'f', se recibe correctamente. La salida sigue siendo un '6' (o un ampersand '&' en ocasiones).

Una solución con la que me topé que no entiendo

Si cambio la tasa de baudios a 2500 en PuTTY, todo se muestra correctamente. Elegí este valor al azar y no sé por qué funciona (me lleva a creer que cometí un error en alguna parte relacionado con la velocidad en baudios, pero no veo dónde, copié el tutorial casi exactamente ... I pensamiento).

Preguntas

1. ¿Qué he hecho mal/qué está pasando aquí?
2. ¿Por qué el tutorial original no #define F_CPU?
3. ¿Por qué establecer la velocidad de transmisión en 2500 soluciona el problema? (Sospecho que esto se responderá si se responde la pregunta 1)