Up-tech-2410s 实验系统教案 1 串口通讯实验
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Up-tech-2410s实验系统教案1 串口通讯实验
电信学院 嵌入式技术与应用专业
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提纲
5 基础知识
1 实验目的
2 实验内容
3 预备知识
4 实验设备
6 实验思考
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实验目的
掌握 ARM 的串行口工作原理
学习编程实现 ARM 的 UART 通讯
掌握 S3C2410 寄存器配置方法
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实验内容
实现查询方式串口的收发功能。接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端
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预备知识
了解 ADS 集成开发环境的基本功能
学习串口通讯的基本知识
熟悉 S3C2410 串口有关的寄存器
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实验设备
Up-tech-2410sUp-tech-2410s 教学实验箱
ARM920T 的 JTAG 仿真器
ARM ADS1.2 集成开发环境
串口连接线
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基础知识串行接口电路
串行通信接口电路组成 可编程的串行接口芯片
波特率发生器
EIA 与 TTL 电平转换器
地址译码电路 通信协议:
异步协议
同步协议
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异步串行通讯
异步串行方式是将传输数据的每个字符一位接一位 ( 例如先低位、后高位 ) 地传送。
数据的各不同位可以分时使用同一传输通道,因此串行 I/O 可以减少信号连线,最少用一对线即可进行。
接收方对于同一根线上一连串的数字信号,首先要分割成位,再按位组成字符。为了恢复发送的信息,双方必须协调工作。
在微型计算机中大量使用异步串行 I/O 方式,双方使用各自的时钟信号,而且允许时钟频率有一定误差,因此实现较容易。但是由于每个字符都要独立确定起始和结束 ( 即每个字符都要重新同步 ) ,字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间,因此效率较低。
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异步串行通信中的字符传送格式
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异步串行通信中的字符传送格式
每个字符的数据位长可以约定为 5 位、 6 位、 7 位或 8位,一般采用 ASCII 编码。后面是奇偶校验位,根据约定,用奇偶校验位将所传字符中为“ 1” 的位数凑成奇数个或偶数个。也可以约定不要奇偶校验,这样就取消奇偶校验位。
开始前,线路处于空闲状态,送出连续“ 1” 。传送开始时首先发一个“ 0” 作为起始位,然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。
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异步串行通信中的字符传送格式
最后是表示停止位的“ 1” 信号,这个停止位可以约定持续 1 位、 1.5 位或 2 位的时间宽度。
至此一个字符传送完毕,线路又进入空闲,持续为“ 1” 。经过一段随机的时间后,下一个字符开始传送才又发出起始位。
每一个数据位的宽度等于传送波特率的倒数。微机异步串行通信中,常用的波特率为 110 , 150 , 300 , 600 ,1200 , 2400 , 4800 , 9600 等。
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EIA RS-232C
美国电子工业协会推荐的一种标准 (Electronic industries Association Recoil-mendedStandard)
在 25针接插件 (DB- 25) 上定义了串行通信的有关信号
在实际异步串行通信中,并不要求用全部的 RS-232C 信号,许多PC/XT兼容机仅用 15针接插件 (DB-15) 来引出其异步串行 I/O 信号,而 PC 中更是大量采用 9 针接插件 (DB-9) 来担当此任。
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DB-25 DB-9引脚定义
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DB-25 DB-9引脚说明
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RS-232C 接口通信的两种基本连接方式
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信号电平规定
EIA 电平:双极性信号逻辑电平 , 它是一套负逻辑定义
-3V到 -25V 之间的电平表示逻辑“ 1”
+3V到 +25V 之间的电平表示逻辑“ 0”
TTL 电平:计算机内部 (S3C2410) 使用 TTL 电平
电平转换电路:常用专门的 RS-232 接口芯片,如 SP3232 、SP3220等,在 TTL 电平和 EIA 电平之间实现相互转换。
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S3C2410 异步串行口控制器
S3C2410 自带三个异步串行口控制器
每个控制器有 16 字节的 FIFO (先入先出寄存器)
最大波特率 115.2K
每个 UART 有 7种状态:溢出错误,校验错误,帧错误,暂停态,接收缓冲区准备好,发送缓冲区空,发送移位缓冲器空,这些状态可以由相应的 UTRSTATn或 UERSTATn寄存器表示,并且与发送接收缓冲区相对应的有错误缓冲区
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S3C2410 异步串行口控制器 S3C2410 自带三个异步串行口控制器
波特率的大小可以通过设置波特率寄存器( UBRDIVn)控制,计算公式如下:
使用 PCLK时的计算公式如下:
UBRDIVn = (int)[PCLK/( 波特率×16)]–1
使用 UCLK时的计算公式如下:
UBRDIVn = (int)[UCLK/( 波特率×16)]–1
例如:使用 PCLK,在 40 MHz的情况下,当波特率取 115 200 bps 时, UBRDIVn = (int)[40000000/(115200×16)]–1 = 20
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与 UART 有关的寄存器 线路控制寄存器 ULCONn 控制寄存器 UCONn FIFO控制寄存器 UFCONn
控制寄存器 UMCONn 状态寄存器 UTRSTAT 错误状态寄存器 UERSTAT FIFO 状态寄存器 UFSTAT 发送寄存器 UTXH和接收寄存器 URXH 波特率因子寄存器 UBRDIV
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线路控制寄存器 ULCONn
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控制寄存器 UCONn
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FIFO控制寄存器 UFCONn
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MODEM控制寄存器 UMCONn
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状态寄存器 UTRSTAT
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错误状态寄存器 UERSTAT
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FIFO 状态寄存器 UFSTAT
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发送寄存器 UTXH 和接收寄存器 URXH
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波特率因子寄存器 UBRDIV
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实验说明
串口初始化 /* 配置系统时钟 */
s3c2410_cpu_init();//CPU 时钟设置
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实验说明
发送数据void Uart_SendByten(int Uartnum, U8 data) //往串口发送数据
WrUTXH0(data); //往串口数据寄存器写数据
接收数据 char Uart_Getchn(char* Revdata, int Uartnum, int timeout)// 接收数据
RdURXH0(); //读取串口数据寄存器数据
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实验思考
232 串行通讯的数据格式是什么?
串行通讯最少需要几根线,分别如何连接?
ARM 的串行口有几个,相应的寄存器是什么?
用中断方式实现串口驱动。