第10章 UART串行通信接口课件.pptx

《第10章 UART串行通信接口课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章 UART串行通信接口课件.pptx（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第10章 UART串口通信接口华清远见S5P6818 UART控制器UART接口电路与程序设计串行通信串行通信异步串行通信原理异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。1.异步串行通信的特点以字符为单位传送信息。相邻两字符间的间隔是任意长。因为一个字符中的波特位长度有限，所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以。异步方式特点是字符间异步，字符内部各位同步。2. 异步串行通信的数据格式异步串行通信的数据格式，如图所示，每个字符（每帧信息）由4部分组成。1位起始位，规定为低电平0。58位数据位，即要传送的有效信息。1位奇偶校验位。12位停

2、止位，规定为高电平1。 RS-232C RS-232C串口规范RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中美国电子工业协会（Electronic Industry Association，EIA），推荐标准（Recommeded Standard，RS）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改时间为1969年。在这之前，有RS-232B、RS-232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。 常用物理标准还有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A和RS-485。这里只介绍RS-232-C（简称232，RS-232）。例如，目前

3、在计算机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。1 19 9 针串口引脚定义引脚引脚名称功能说明1CD载波侦测2RXD接收数据3TXD发送数据4DTR数据终端设备5GND地线6DSR数据准备好7RTS请求发送8CTS清除发送9RI振铃指示2 2RS-232CRS-232C电气特性EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都做了明确规定。在TXD和RXD引脚上电平定义：逻辑1 = 153V。逻辑0 = +3+15V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上电平定义：信号有效 = +3+15。信号无效 = 153V。3 3RS-232CRS-232C的通信速度

4、标准串口能够提供的传输速度主要有以下波特率：1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s、38400bit/s、57600bit/s、115200bit/s等，4 4RS-232CRS-232C电平转换芯片及电路RS-232C规定的逻辑电平与一般微处理器、单片机的逻辑电平是不同的，例如，RS-232C的逻辑“1”是以15V3V来表示，“0”是以+15V +3V表示，而S5P6818的逻辑“1”是以3.3V表示，“0”是以0V表示，就必须把单片机的TTL或CMOS电平转变为RS-232C电平，或者把计算机的RS-232C电平转换成单片机的T

5、TL或CMOS电平，通信时必须对两种电平进行转换。实现电平转换的芯片可以是分立器件，也可以是专用的RS-232C电平转换芯片。下面介绍一种在嵌入式系统中应用比较广泛的SP3232芯片。如图10-2所示，其主要特点有以下几点。在3.0V到5.5V供压下符合真正的EIA/TIA-232-F标准。满载下最小120kbit/s数据速率。1uA低功耗关断模式，保持接收器处于活动状态（SP3222E）。兼容RS-232接口，电源可低至2.7V。ESD增强规格： RS-232C RS-232C接线方式RS-232C串口的接线方式有全串口连接、3线连接等方式。计算机和计算机或处理器之间的通信，双方都能发送和接

6、收，它们的连接只需要使用3根线即可，即RXD、TXD和GND，RS-232C串口3线连接方式.2S5P6818 UARTS5P6818 UART控制器S5P6818 UARTS5P6818 UART控制器1. UART概述在S5P6818中提供6路独立UART通道具有通用的异步和串行输入/输出端口（通道0到5），通道0和2无调制解调器和DMA，通道1带调制解调器和DMA，通道3、4、5无调制解调器和DMA。所有通道都基于中断或基于DMA的模式运行。UART产生中断或DMA请求，使CPU与UART之间进行数据传送。UART的波特率最大可达到4Mbps。每个UART通道包含两个64字节的先进先出缓

7、冲区（First Input First Output，FIFO）来接收和发送数据。2.UART特点所有的通道都支持串口中断操作。所有通道（除了0通道ISP-UART）都支持DMA操作。所有通道，除了UART通道2，支持nRTS和nCTS自动流控制。支持握手发送/接收。S5P6818 UARTS5P6818 UART控制器每个UART控制器包含一个波特率产生器，一个发送器，一个接收器和一个控制单元。波特率产生器使用EXT_UCLK作为时钟源，时钟频率为50MHz。3UARTUART接口电路与程序设计电路连接通过电路图分析可知串口0的MCU_UART0_RX引脚接到S5P6818芯片的GPIOD

8、14引脚，MCU_UART0_TX引脚接到S5P6818芯片的GPIOD18引脚。UARTUART配置相关寄存器列表寄存器名称偏移地址描述复位值ULCONn0 x000UART行控制寄存器0 x0000_0000UCONn0 x004UART控制寄存器0 x0000_3000UTRSTATn0 x010UART状态寄存器0 x0000_0006UTXHn0 x020UART发送寄存器UndefinedURXHn0 x1024UART接收寄存器0 x0000_0000UBRDIVn0 x1028波特率整数部分设置寄存器0 x0000_0000UFRACVALn0 x102C波特率小数部分设置寄存

9、器0 x0000_0000配置引脚功能 GPIOxALTFN0:1 GPIOxALTFN0:1（x = A Ex = A E）配置GPIOD14引脚为UART功能，如表所示。名字位类型描述复位值GPIOxALTFN0_1429:28RWGPIOx14：选择GPIOx14引脚的功能00 = 复用功能001 = 复用功能110 = 复用功能211 = 复用功能32b0配置引脚功能 GPIOxALTFN0:1 GPIOxALTFN0:1（x = A Ex = A E）配置GPIOD18引脚为UART功能，如表所示。名字位类型描述复位值GPIOxALTFN1_185:4RWGPIOx18：选择GPIO

10、x18引脚的功能00 = 复用功能001 = 复用功能110 = 复用功能211 = 复用功能32b0配置引脚功能 GPIOxALTFN0:1 GPIOxALTFN0:1（x = A Ex = A E）根据S5P6818芯片手册的2.3章节可知GPIO引脚对应着UART功能，如表所示。引脚名字类型输入/输出上拉/下拉复用功能0复用功能1复用功能2复用功能3AE19UARTRXD0SIONGPIOD14UARTRXD0ISO7813AD19UARTTXD0SIONGPIOD18UARTTXD0ISO7816SDWP2UARTUART行控制寄存器 ULCONn ULCONn（n = 0 n = 0

11、 5 5）名字位类型描述复位值INFRARED MODE6RW确定是否使用红外模式。0 = 正常操作模式 1 = 红外Tx/Rx模式1b0PARITY MODE5:3RW指定UART传输和接收操作期间执行和检查奇偶校验的类型。0 xx = 无校验 100 = 偶校验101 = 奇校验 110 =奇偶校验/校验为1111 =奇偶校验/校验为03h0NUMBER OF STOP BIT2RW用于指定发送帧结束信号的停止位数。0 = 每帧一个停止位 1 = 每帧两个停止位1b0WORD LENGTH1:0RW表示每帧要发送或接收的数据位个数。00 = 5-bit 01 = 6-bit10 = 7-b

12、it 11 = 8-bit2b00UARTUART控制寄存器 UCONn UCONn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值Transmit Mode3:2RW决定使用哪种功能将Tx数据写入UART发送缓冲区。00 = 禁止01 = 中断请求或轮训模式10 = DMA模式11 = 保留2b00Receive Mode1:0RW决定使用哪种功能将UART接收缓冲区读取数据。00 = 禁止01 = 中断请求或轮训模式10 = DMA模式11 = 保留2b00UARTUART状态寄存器 UTRSTATn UTRSTATn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值Transm

13、it buffer empty1R当发送缓冲区是空时，这位被自动设置为1。0 = 缓冲区非空1 = 缓冲区空1b1Receive buffer data ready0R如果接收缓冲区包含通过RXDn端口接收的有效数据，则该位自动设置为“1”。0 = 缓冲区为空1 = 缓冲区有接收的数据（在非FIFO模式下，请求中断或DMA）1b0UARTUART发送数据寄存器 UTXHn UTXHn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值RSVD31:8保留UTXHn7:0W串口发送寄存器UARTUART接收数据寄存器 URXHn URXHn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值

14、RSVD31:8保留URXHn7:0R串口接收寄存器UARTUART波特率分频整数部分设置寄存器 UBRDIVn UBRDIVn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值RSVD31:16保留UBRDIVn15:0RW波特率分频整数数部分。注意：UBRDIV值必须大于0。16h0UARTUART波特率分频小数部分设置寄存器 UFRACVALn UFRACVALn（n = 0 n = 0 5 5）名字位类型描述复位值RSVD31:4保留UFRACVALn3:0RW确定波特率除数的小数部分4h0UBRDIVnUBRDIVn和UFRACVALnUFRACVALn寄存器中存储的值的计算公式

15、：DIV_VAL = UBRDIVn + UFRACVALn/16或者DIV_VAL = (SCLK_UART/(bps x 16) 1其中，UBRDIVn寄存器用于存储波特率分频值的整数部分。使用UFRACVALn，您可以更精确地产生波特率。DIV_VAL = (40000000/(115200 x 16) 1= 21.7 1= 20.7UBRDIVn = 20 (integer part of DIV_VAL)UFRACVALn/16 = 0.7因此，UFRACVALn = 11程序的编写串口程序的编写可以参考串口的工程代码。调试与运行结果用FS-JTAG仿真器仿真程序，查看Putty串口工具的打印信息，putty上会打印出“/*UART0 TEST!*/”字样，并且当你输入字符a，Putty上也会回显a。运行结果如图所示。