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单片机UART通信实现在单片机系统中，UART（通用异步收发器）通信是一种常见的串口通信方式。
通过UART通信，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
本篇文章将介绍如何使用单片机实现UART通信，并提供相应的代码示例。
一、UART通信原理UART通信是一种串行通信方式，其中数据按照位的形式依次传输。
UART接口包括发送端和接收端，发送端将要传输的数据通过串行方式发送出去，接收端将接收到的数据按位恢复为原始数据。
通信的核心是波特率，即数据传输的速度。
发送端和接收端必须以相同的波特率进行通信，以确保数据的正确传输。
二、单片机UART通信的硬件连接实现单片机UART通信的关键是正确连接相应的硬件。
典型的单片机UART通信硬件连接如下：发送端：- 单片机的TX（发送）引脚连接到外部设备的RX（接收）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚接收端：- 单片机的RX（接收）引脚连接到外部设备的TX（发送）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚三、单片机UART通信的软件实现在软件方面，需要编写相应的代码来配置单片机的UART通信模块。
以下是一个示例代码，用于实现基本的UART通信功能。
```c#include <reg51.h>#define BAUDRATE 9600 // 波特率设置为9600bpsvoid uart_init(){TMOD = 0x20; // 设置定时器1为8位自动重装模式TH1 = -(256 - (11059200 / 12 / 32) / BAUDRATE); // 设置波特率TL1 = TH1; // 初始化定时器1的初值TR1 = 1; // 启动定时器1SCON = 0x50; // 标识为8位UART模式EA = 1; // 允许全局中断ES = 1; // 允许串口中断}void uart_send(unsigned char dat)SBUF = dat; // 将数据写入发送寄存器 while (!TI); // 等待发送完毕TI = 0; // 清除发送完成标志}unsigned char uart_receive(){while (!RI); // 等待接收完毕RI = 0; // 清除接收标志return SBUF; // 返回接收到的数据}void main(){unsigned char data;uart_init(); // 初始化UART通信模块 while (1)data = uart_receive(); // 接收数据uart_send(data); // 发送接收到的数据}}```以上代码是基于8051系列单片机的实现示例，具体的单片机型号和编程语言可能有所不同，但基本原理是相同的。
RT-Thread UART通信例程什么是RT-Thread？RT-Thread是一个开源的嵌入式实时操作系统（RTOS），它提供了丰富的功能和组件，可用于开发各种嵌入式系统。
RT-Thread具有高度可裁剪性和可扩展性，可以根据应用需求进行定制和优化。
它支持多种处理器架构，包括ARM、MIPS、X86等，并提供了丰富的驱动程序和中间件。
UART通信UART（通用异步收发传输器）是一种常见的串行通信接口，用于在嵌入式系统中实现设备之间的通信。
UART通信使用两根线（TX和RX）来传输数据，其中TX线用于发送数据，RX线用于接收数据。
RT-Thread提供了丰富的UART驱动程序，方便开发者在嵌入式系统中使用UART进行通信。
下面将介绍一个使用RT-Thread进行UART通信的例程。
RT-Thread UART通信例程硬件准备在开始之前，我们需要准备以下硬件设备：•开发板：例如STMicroelectronics的STM32开发板•串口线：用于连接开发板的串口接口和电脑的串口接口硬件连接将串口线的一端连接到开发板的串口接口，另一端连接到电脑的串口接口。
确保连接正确无误。
软件配置1.打开RT-Thread Studio，创建一个新的工程。
2.在工程中选择适合的芯片型号和开发板。
3.在组件管理器中选择合适的UART驱动组件，并添加到工程中。
4.配置UART驱动的参数，例如波特率、数据位、停止位等。
代码编写在RT-Thread Studio中创建一个新的源文件，编写以下代码：#include <rtthread.h>#include <rtdevice.h>#define UART_NAME "uart1" // UART设备名称#define BUFFER_SIZE 128 // 接收缓冲区大小static rt_device_t uart; // UART设备句柄static rt_uint8_t rx_buffer[BUFFER_SIZE]; // 接收缓冲区static void uart_thread_entry(void* parameter){rt_size_t length;while (1){// 从UART接收数据length = rt_device_read(uart, 0, rx_buffer, BUFFER_SIZE);// 处理接收到的数据// ...}}int uart_example_init(void){uart = rt_device_find(UART_NAME);if (uart == RT_NULL){rt_kprintf("UART device not found!\n");return -1;}rt_thread_t thread = rt_thread_create("uart_thread",uart_thread_entry,RT_NULL,1024,10,10);if (thread != RT_NULL){rt_thread_startup(thread);return 0;}else{rt_kprintf("Failed to create uart_thread!\n");return -1;}}INIT_APP_EXPORT(uart_example_init);代码解析以上代码中，我们首先包含了RT-Thread的头文件和设备驱动头文件。
UAR串口通信一控制LED丁(中断法)项目说明：1. 通过串口来控制LED灯，发送1 (十六进制)点亮LEDT C 8个LED蓝灯)，发送2 (十六进制)关闭LE［灯(8个LE［蓝灯)。
2. 通信速率：9600bps (即波特率为9600)3. 串口通信采用中断的方法。
此项目练习的目的：(我们应掌握如下知识点)( 1 )熟悉串口中断相关寄存器的配置。
( 2)学会串口中断的使用方法。
完整代码：#include "reg52.h"/* 串口初始化：主要涉及寄存器配置*/void UartInit(void) // 初始化uart{TMOD = 0X20; // 定时器1定时器方式工作模式2，可自动重载的8位计数器常把定时/计数器1 以模式2 作为串行口波特率发生器SCON = 0X50; // 串口选择工作模式1使能接收，允许发送，允许接收PCON = 0X00; //8 位自动重载，波特率加倍TH1 = 0XFD; // 用11.0592MHz波特率9600TL1 = 0XFD;TR1 = 1; // 打开中时器/* 由于我们采用中断法，所以我们还需要对串口中断相关的寄存器进行配置*/ES = 1;// 串口中断EA= 1;//CPU 总中断}// 写串口中断响应的服务程序：void UartISR(void) interrupt 4{unsigned char TempDat;if (RI)/* 查询串口是否接收到一个完整的数据*/{RI = 0;/* 清除标志，准备下一次判断*/TempDat = SBUF;/* 读取串口数据*/if (1 == TempDat)/* 判断串口接收到的数据*/{P1 = 0;/*如果接收到的数据是1,贝U点亮8个LED蓝灯*/}} else if (2 == TempDat){P1 = 0xff;/* 如果接收到的数据是2,则关闭8个LED蓝灯*/}} else{}} }void mai n(void){Uartl nit();/* 调用串口初始化函数，进行相应的配置，如波特率等 */ while(1)〃 不用干啥事，一直等待就行。
rtthread uart通信例程RT-Thread是一个开源的嵌入式实时操作系统，提供了丰富的通信接口和例程，其中包括了UART通信的例程。
本文将以RT-Thread UART通信例程为主题，介绍UART通信的原理和使用方法。
UART通信是一种常用的串行通信方式，它通过发送和接收数据的时序来实现数据的传输。
UART通信常用于嵌入式系统中，用于连接单片机与外部设备，如传感器、无线模块等。
在RT-Thread中，UART通信的实现依赖于硬件驱动和软件编程两个方面。
我们来介绍UART通信的硬件驱动。
在RT-Thread中，UART通信的硬件驱动由设备驱动框架提供。
设备驱动框架是RT-Thread的核心组件之一，它提供了一套标准的设备驱动接口，简化了驱动开发的过程。
对于UART通信来说，我们需要编写与具体硬件相关的驱动代码，以实现对UART控制器的读写操作。
RT-Thread提供了一套常用的UART控制器驱动，我们可以根据具体的硬件平台选择适合的驱动进行配置和编译。
我们来介绍UART通信的软件编程。
在RT-Thread中，UART通信的软件编程主要涉及到串口设备的初始化、数据的发送和接收。
首先，我们需要在RT-Thread的配置文件中启用串口设备，并配置相应的参数，如波特率、数据位、停止位等。
然后，在应用程序中，我们可以通过调用RT-Thread提供的API函数来进行串口设备的初始化和操作。
例如，我们可以使用rt_device_find函数来查找串口设备，使用rt_device_open函数来打开串口设备，使用rt_device_read函数来读取串口数据，使用rt_device_write函数来发送串口数据。
通过这些API函数的调用，我们可以方便地实现UART通信的功能。
在使用UART通信时，我们需要注意以下几点。
首先，要确保串口设备的配置与外部设备的配置一致，包括波特率、数据位、停止位等参数。
其次，要合理设置串口设备的缓冲区大小，以防止数据丢失或溢出。
uart串口通信电路设计-回复UART（通用异步收发传输）是一种常用的串口通信协议，可以实现设备之间的数据传输和通信。
在本文中，将详细介绍UART串口通信电路的设计步骤。
一、什么是UART串口通信电路？UART串口通信电路是一种数字电路，用于将串行数据转换为并行数据，实现设备之间的数据传输和通信。
UART串口通信电路通常由发送电路和接收电路两部分组成。
发送电路：发送电路将并行数据转换为串行数据，并对数据进行格式化。
它通常由一个发送缓冲器、一个发送时钟和控制逻辑组成。
接收电路：接收电路将串行数据转换为并行数据，并对数据进行解码和处理。
它通常由一个接收缓冲器、一个接收时钟和控制逻辑组成。
二、UART串口通信电路的设计步骤1. 确定通信参数在设计UART串口通信电路之前，首先需要确定通信参数，包括波特率、数据位数、校验位数和停止位数等。
这些参数将决定串口通信的速率和精度。
2. 设计发送电路发送电路的主要任务是将并行数据转换为串行数据，并将数据发送到接收设备。
设计发送电路时，需要考虑以下几点：（1）发送缓冲器：发送缓冲器用于存储待发送的数据。
它通常由一个FIFO （先进先出）缓冲器实现，可以提高通信的效率。
（2）时钟和控制逻辑：发送电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的发送和处理。
（3）格式化：发送电路需要对数据进行格式化，包括数据位、校验位和停止位的配置。
格式化的目的是提高数据的准确性和可靠性。
3. 设计接收电路接收电路的主要任务是将串行数据转换为并行数据，并将数据传输到接收设备。
设计接收电路时，需要考虑以下几点：（1）接收缓冲器：接收缓冲器用于存储接收到的数据。
它通常由一个FIFO 缓冲器实现，可以提高数据的接收效率。
（2）时钟和控制逻辑：接收电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的接收和处理。
（3）解码和处理：接收电路需要对接收到的数据进行解码和处理，包括校验数据的正确性和提取有效数据。
单片机指令的串口通信实现方法串口通信是指通过串行通信接口实现的数据传输方式。
在单片机系统中，串口通信是一种重要的通信方式，可以实现与外部设备（如PC 机、传感器等）的数据交互。
本文将介绍单片机指令的串口通信实现方法，包括硬件连接和软件编程两方面。
一、硬件连接串口通信需要通过发送器和接收器两个设备来完成数据的发送和接收。
在单片机系统中，可使用通用异步收发器（UART）作为串行通信接口。
下面是串口通信的硬件连接步骤：1. 将单片机与UART连接：首先，确保单片机具有UART接口，并根据其引脚定义将UART的发送线（TXD）连接到单片机的接收引脚，接收线（RXD）连接到单片机的发送引脚。
2. 选择波特率：波特率指每秒钟传送的位数，通常使用的波特率有9600、115200等。
在发送和接收数据时，单片机和外部设备需要使用相同的波特率，以保证数据的正确传输。
3. 连接外部设备：根据实际需求，将UART的发送线和接收线分别连接到外部设备的接收引脚和发送引脚。
二、软件编程实现单片机指令的串口通信需要编写相应的软件程序。
下面是基于C语言的软件编程实现方法：1. 初始化串口：在程序开始时，需要对串口进行初始化设置。
通过设置寄存器来配置波特率、数据位、停止位等参数。
2. 发送数据：使用发送指令将待发送的数据写入UART的数据寄存器，等待数据传输完成。
3. 接收数据：通过接收指令读取UART接收到的数据，并进行相应的处理。
可以使用中断或轮询方式进行数据接收。
4. 错误处理：在数据传输过程中，可能会出现错误，例如帧错误、奇偶校验错误等。
需要进行相应的错误处理操作，例如重新发送数据或发出错误提示。
5. 通信协议：根据通信需求，可以制定相应的通信协议。
通信协议包括数据帧结构、数据格式、数据校验等内容，用于确保数据的可靠传输。
三、实例演示下面通过一个简单的示例来演示单片机指令的串口通信实现方法。
假设我们需要实现从单片机向PC机发送一条消息，并接收PC机返回的确认信息。
uart串口通信时序（原创实用版）目录1.UART 概述2.UART 串口通信时序的基本原理3.UART 串口通信时序的具体实现4.UART 串口通信时序的应用实例5.总结正文1.UART 概述UART，全称为 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用异步收发器，是一种广泛应用于计算机硬件设备之间的串行通信接口。
UART具有全双工通信能力，既可以发送数据，也可以接收数据。
它主要由发送器、接收器和控制器三部分组成，通过将数据字符从并行转换为串行，以及将从串行转换为并行的数据字符进行传输。
2.UART 串口通信时序的基本原理UART 串口通信时序的基本原理是基于波特率进行数据传输。
波特率是指每秒钟传输的比特数，通常用来表示通信速度。
在 UART 通信中，发送方将数据字符从并行转换为串行，按位发送给接收方。
接收方收到串行数据后，再将其转换为并行数据。
发送方和接收方在通信过程中需要保持同步，这就需要通过一定的时序来进行控制。
3.UART 串口通信时序的具体实现UART 串口通信时序的具体实现主要包括以下几个方面：（1）起始位：数据传输开始时，发送方发送一个起始位，表示数据传输即将开始。
接收方检测到起始位后，开始准备接收数据。
（2）数据位：起始位之后，发送方按位发送数据。
数据位可以是 7 位或 8 位，根据不同的通信标准来确定。
接收方在收到数据位后，将其存储在缓冲区，等待后续处理。
（3）奇偶校验位：数据位发送完毕后，发送方会发送一个奇偶校验位。
奇偶校验位可以是奇校验或偶校验，用于检测数据传输过程中的错误。
接收方根据奇偶校验位对数据进行校验，以确保数据传输的正确性。
（4）停止位：奇偶校验位之后，发送方发送一个停止位，表示数据传输结束。
接收方检测到停止位后，开始进行后续处理。
4.UART 串口通信时序的应用实例UART 串口通信时序在电子设备之间进行通信时被广泛应用。
UART串口通信设计实例UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种串口通信的协议，通过UART可以实现两个设备之间的数据传输。
在本文中，我们将设计一个基于UART的串口通信系统，并用一个实例来说明如何使用UART进行数据传输。
串口通信系统设计实例：假设我们有两个设备：设备A和设备B，它们之间需要通过串口进行数据传输。
设备A是一个传感器，负责采集环境温度信息；设备B是一个显示屏，负责显示温度信息。
首先，我们需要确定使用的UART参数，包括波特率、数据位数、校验位和停止位等。
假设我们选择的参数为9600波特率、8位数据位、无校验位和1个停止位。
接下来，我们需要确定数据的格式。
在本例中，我们选择使用ASCII码来表示温度值。
ASCII码是一种常用的字符编码方式，将字符与数字之间建立了一一对应的关系。
假设我们将温度的数据范围设置为-10到50，那么ASCII码表示为0x30到0x39和0x2d（负号）。
现在，我们可以开始设计串口通信系统的流程了：1.设备A采集环境温度信息，并将温度值转换成ASCII码格式。
2.设备A将ASCII码格式的温度值按照UART协议发送给设备B。
3.设备B接收UART数据，并将ASCII码格式的温度值转换成温度值。
4.设备B将温度值显示在屏幕上。
接下来，我们将详细介绍每个步骤的实现细节：1.设备A采集环境温度信息，并将温度值转换成ASCII码格式。
设备A可以使用温度传感器读取环境温度，并将读取的温度值转换成ASCII码。
例如，如果读取到的温度值为25，ASCII码格式为0x32和0x352.设备A将ASCII码格式的温度值按照UART协议发送给设备B。
设备A可以通过UART发送函数将ASCII码格式的数据发送给设备B。
发送函数会将数据按照UART协议的要求进行传输，包括起始位、数据位、校验位和停止位等。
3.设备B接收UART数据，并将ASCII码格式的温度值转换成温度值。
实验二UART串口通信实验一、实验目的：１、了解S3C2410X处理器UART相关控制寄存器的使用；2、熟悉ARM处理器系统硬件电路中UART接口的设计方法；3、掌握ARM处理器串行通信的软件编程方法。
二、实验原理S3C2410X UART 单元提供三个独立的异步串行通信接口，皆可工作于中断和DMA模式。
使用系统时钟最高波特率达230.4Kbps，如果使用外部设备提供的时钟，可以达到更高的速率。
每一个UART单元包含一个16字节的FIFO，用于数据的接收和发送。
S3C2410X UART支持可编程波特率，红外发送/接收，一个或两个停止位，8bit数据宽度和1bit奇偶校验。
三、实验仪器设备1、EDUKIT-IV实验平台2、Mini2410 核心子板3、5V/2A电源适配器4、Emlink-w仿真器套件5、交叉串口线四、实验步骤（4）打开H-JTAG软件设置LPT线连接（5）探测芯片内核（ARM920T）（6）打开工程文件UART_TEST.UV2,选择Bulild Target或编译链接工程，如果显示0 Errors表示编译成功。
（7）选择开始->程序->附件->通讯->超级终端，设置COM1通讯，115200波特率，8位数据位，1位奇偶校验位。
（8）选择Debug->Start Debug Session或者调试工程并下载至SDRAM中。
（9）选择Debug->Run运行程序或者全速运行程序，并在超级终端中观察实验结果。
5、实验结果分析超级终端显示：UART0 Communication Test ExamplePlease input words, then press Enter:/> abcThe words that you input are: abc满足实验要求。
实验七、UART串行数据通信实验1（查询与中断方式）一、实验目的通过实验，掌握UART查询与中断方式的程序的设计。
二、实验设备●硬件：PC 机一台●LPC2131教学实验开发平台一套●软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS 1.2 集成开发环境。
●EasyARM工具软件。
三、实验原理EasyARM2131 开发板上，UART0 的电路图如图8.1 所示，当跳线JP6 分别选择TxD0和RxD0 端时方可进行UART0 通讯实验。
图8.1 UART0 电路原理图四、实验内容实验内容1使用查询方式，通过串口0 接收上位机发送的字符串如“Hello EasyARM2131!”，然后送回上位机显示，主程序以及各子程序流程如图8.2 所示。
（改写发送内容，字符个数不同）。
说明：需要上位机（PC机）串口终端如EasyARM.exe 软件。
使用串口延长线把LPC2131教学实验开发平台的CZ2(UART0)与PC机的COM1 连接。
PC 机运行EasyARM 软件，设置串口为COM1，波特率为115200，然后选择【设置】->【发送数据】，在弹出的发送数据窗口中点击“高级”即可打开接收窗口。
图8.2 串口实验相关程序流程图1.实验预习要求①研读LPC2000 UART工作原理与控制章节，注意FIFO 接收情况的特性。
②了解LPC2131教学实验开发平台的硬件结构，注意串口部分的电路。
2.实验步骤①启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image for lpc2131工程模板建立一个工程DataRet_C。
②在user 组中的main.c 中编写主程序代码，在项目中的config.h 文件中加入#include <stdio.h>。
③选用DebugInFlash生成目标，然后编译连接工程。
④将EasyARM2131开发板上的JP6跳线分别选择TxD0和RxD0端时，方可进行UART0通信实验。
UART串行扩展接口应用实例UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）：通用异步收发器，既能同步又能异步通信的硬件电路称为UART。
UART是用于掌握计算机与串行设备的芯片，它供应了RS-232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其他使用RS-232C接口的串行设备通信了。
80C51的串行通信口是一个功能强大的通信口，而且是相当好用的通信口。
用于显示驱动电路特别合适，下面我们就依据这种需要用两个串行通信口线加上两根一般I/O口线，设计一个4位LED显示电路。
当然只要再加上两根I/O口线即可轻易实现8位LED显示电路。
例1：如图1所示的电原理图，利用74LS164串行输入并行输出芯片作一个简洁的电子钟，要求四个数码管显示时钟；其中LED1显示小时的十位，LED2显示小时的个位，LED3显示分钟的十位，LED4显示分钟的个位。
图1 串行动态LED扫描电路解：采纳单片机的串行口输出字形码，用74LS164和74LS139作为扩展芯片。
74LS164的功能是将80C51串行通信口输出的串行数据译码并在其并口线上输出，从而驱动LED 数码管。
74LS139是一个双2-4线译码器，它将单片机输出的地址信号译码后动态驱动相应的LED。
因74LS139电流驱动力量较小，故用末级驱动三极管9013作为地址驱动。
将4只LED的字段位都连在一起，它们的公共端则由74LS139分时选通，这样任何一个时刻，都只有一位LED在点亮，也即动态扫描显示方式，其优点使用串行口进行LED通信程序编写相当简洁，用户只需将需显示的数据直接送串口发送缓冲器，等待串行发送完毕标志位即可。
参考程序如下：上面是一个简洁的动态扫描程序，假如再利用上第6章的定时器就可做成一个完整的电子钟，四个数码管显示为00：00这种形式。
在本例中冒号就不显示出来了，分别用20H、21H 、22H、23H地址在放时间的时钟的十位、时钟的个位、分钟的十位、分钟的个位。
ESP32的UART串⼝通信（基于micropython）ESP32的UART串⼝通信（基于micropython）⽬录摘要关于esp32基于micropython开发的资料不多，如，⾥⾯的例程不多。
在UART串⼝通信上的例程更少，故今⽇来分享⼀下个⼈的学习收获。
软硬件环境硬件有ESP-WROOM-32，TJC3224K028_011串⼝屏，USB转串⼝模块，杜邦线若⼲软件有thonny，正点原⼦的XCOM，USART HMI，win10系统，还需要装好串⼝驱动。
正⽂I have an ESP32我学习ESP32的途径主要有和。
esp32 上有三对UART串⼝，⼀般情况下esp32开发板的串⼝0是⽤来烧录的，串⼝1接了外置sd卡，所以最好使⽤闲置的串⼝2，避免发⽣冲突，⽅便调试。
⾸先，初始化串⼝2，并设置波特率为115200。
关于初始化串⼝，还有⼀些参数可添加，此处这两个就够了，详情可参考。
from machine import UART # 导⼊串⼝模块uart = UART(2, 115200) # 初始化⼀个串⼝ 然后通过⼏个函数，进⾏数据的收发。
uart.read() # 读取所有收到的信息uart.write('abc') # 发送abc三个字符关于发送数据，有点py基础的⼈应该都知道字符串前加上标识表是不同类型的字符，如：详情可参考'\xff' # 默认字符串，该转义的会转义u'\xff' # 同上r'\xff' # 不转义字符串b'\xff' # ⼆进制字符串⽽对于串⼝屏的数据发送，最好还是采⽤b'\xff'的格式，否则会出现结束符⽆法被串⼝屏识别的情况。
如上图中有效的结束符只有第四句uart.write(b"\xff\xff\xff")，uart.write(r"\xFF\xFF\xFF")也不⾏，我试过了，反正⽤⼆进制发送准没错。
实验四UART串口通信学院：研究生院学号：1400030034姓名：张秋明一、实验目的及要求设计一个UART串口通信协议，实现“串<-->并”转换功能的电路，也就是“通用异步收发器”。
二、实验原理UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。
该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。
在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。
UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。
其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。
资料位：紧接着起始位之后。
资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。
通常采用ASCII码。
从最低位开始传送，靠时钟定位。
奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。
停止位：它是一个字符数据的结束标志。
可以是1位、1.5位、2位的高电平。
由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。
因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。
适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。
波特率：是衡量资料传送速率的指标。
表示每秒钟传送的符号数（symbol）。
一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。
例如资料传送速率为120字符/秒，传输使用256阶符号，每个符号代表8bit，则波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。
这两者的概念很容易搞错。
三、实现程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号;rs232_tx: out std_logic --RS232发送数据信号;); end uart;architecture behav of uart iscomponent uart_rx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送);end component;component speed_select port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic --接收数据后，波特率时钟启动信号置位);end component;component uart_tx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);end component;signal bps_start_1:std_logic;signal bps_start_2:std_logic;signal clk_bps_1:std_logic;signal clk_bps_2:std_logic;signal rx_data:std_logic_vector(7 downto 0);signal rx_int:std_logic;beginRX_TOP: uart_rx port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,rs232_rx=>rs232_rx,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1,rx_data=>rx_data,rx_int=>rx_int);SPEED_TOP_RX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1);TX_TOP:uart_tx port map(clk=>clk, --系统时钟rst_n=>rst_n, --复位信号rs232_tx=>rs232_tx, --RS232发送数据信号clk_bps=>clk_bps_2, --此时clk_bps 的高电平为发送数据的采样点bps_start=>bps_start_2,--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data=>rx_data, --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int=>rx_int --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);SPEED_TOP_TX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_2,bps_start=>bps_start_2);end behav;-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3个子模块------------------------------------------------------------------------------异步接收模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_rx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_rx;architecture behav of uart_rx issignal rs232_rx0: std_logic;signal rs232_rx1: std_logic;signal rs232_rx2: std_logic;signal rs232_rx3: std_logic;signal neg_rs232_rx:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal rx_data_r:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_rx0<='0';rs232_rx1<='0';rs232_rx2<='0';rs232_rx3<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrs232_rx0<=rs232_rx;rs232_rx1<=rs232_rx0;rs232_rx2<=rs232_rx1;rs232_rx3<=rs232_rx2;end if;end if;neg_rs232_rx <=rs232_rx3 and rs232_rx2 and not(rs232_rx1)and not(rs232_rx0);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';rx_int<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rs232_rx='1') then--接收到串口数据线rs232_rx 的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收rx_int<='1';--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号rx_int<='0';--接收数据中断信号关闭end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_data_r<="00000000";rx_data<="00000000";num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rx_data_r(0)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 2=>rx_data_r(1)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 3=>rx_data_r(2)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 4=>rx_data_r(3)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 5=>rx_data_r(4)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 6=>rx_data_r(5)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 7=>rx_data_r(6)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 8=>rx_data_r(7)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 10=>rx_data<=rx_data_r;when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;---------------------------------波特率控制模块-----------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity speed_select isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic--接收数据后，波特率时钟启动信号置位或者开始发送数据时，波特率时钟启动信号置位);end speed_select;architecture behav of speed_select issignal cnt:std_logic_vector(12 downto 0);signal clk_bps_r:std_logic;constant BPS_PARA:integer:=5207;constant BPS_PARA_2:integer:=2603;beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thencnt<="0000000000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif((cnt=BPS_PARA)or(bps_start='0')) thencnt<="0000000000000"; --波特率计数器清零elsecnt<=cnt+'1';--波特率时钟计数启动end if;end if;end if;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenclk_bps_r<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(cnt=BPS_PARA_2) thenclk_bps_r<='1'; --clk_bps_r高电平为接收数据位的中间采样点，同时也作为发送数据的数据改变点elseclk_bps_r<='0'; --波特率计数器清零end if;end if;end if;clk_bps<=clk_bps_r;end process;end behav;---------------------------------异步发送模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_tx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_tx;architecture behav of uart_tx issignal rx_int0: std_logic;signal rx_int1: std_logic;signal rx_int2: std_logic;signal neg_rx_int:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal tx_data:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_int0<='0';rx_int1<='0';rx_int2<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrx_int0<=rx_int;rx_int1<=rx_int0;rx_int2<=rx_int1;end if;end if;neg_rx_int <=not(rx_int1)and (rx_int2);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';tx_data<="00000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rx_int='1') then--接收到串口数据线rs232_rx的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收tx_data<=rx_data;--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_tx<='1';num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rs232_tx<='0';when 2=>rs232_tx<=tx_data(0);--发送第1bitwhen 3=>rs232_tx<=tx_data(1);--发送第2bitwhen 4=>rs232_tx<=tx_data(2);--发送第3bitwhen 5=>rs232_tx<=tx_data(3);--发送第4bitwhen 6=>rs232_tx<=tx_data(4);--发送第5bitwhen 7=>rs232_tx<=tx_data(5);--发送第6bitwhen 8=>rs232_tx<=tx_data(6);--发送第7bitwhen 9=>rs232_tx<=tx_data(7);--发送第8bitwhen 10=>rs232_tx<='1';when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;四、实验步骤1、建立新工程UART，选择芯片，型号为cyclone ii EP2C35F484C8。
UART代码实例什么是UART？UART（通用异步收发传输器）是一种常用的串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间传输数据。
它是一种简单且可靠的通信方式，常用于单片机和外围设备之间的通信。
UART通过传输器（Transmitter）和接收器（Receiver）之间的串行线路进行数据传输。
传输器将数据转换为串行比特流，然后通过传输线路发送给接收器。
接收器将串行比特流转换为并行数据，并将其提供给接收设备。
UART的特点包括： - 异步传输：数据以字节为单位进行传输，不需要时钟信号进行同步，因此称为异步传输。
- 双向通信：传输器和接收器可以同时发送和接收数据。
- 逐位传输：数据以位为单位进行传输，每个字节的最低有效位先发送。
UART代码实例下面是一个使用C语言编写的UART代码示例，用于在单片机和电脑之间进行串口通信。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <termios.h>int main() {int fd;struct termios options;// 打开串口设备fd = open("/dev/ttyUSB0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);if (fd == -1) {perror("无法打开串口设备");exit(EXIT_FAILURE);}// 配置串口参数tcgetattr(fd, &options);cfsetispeed(&options, B9600); // 设置波特率为9600cfsetospeed(&options, B9600);options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); // 启用接收器和本地连接options.c_cflag &= ~PARENB; // 禁用奇偶校验options.c_cflag &= ~CSTOPB; // 设置停止位为1options.c_cflag &= ~CSIZE; // 清除数据位设置options.c_cflag |= CS8; // 设置数据位为8tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);// 读取串口数据char buffer[255];int n;while (1) {n = read(fd, buffer, sizeof(buffer));if (n > 0) {buffer[n] = '\0';printf("接收到的数据：%s\n", buffer);}}// 关闭串口设备close(fd);return 0;}上述代码演示了如何使用Linux系统的串口设备进行UART通信。
2.5 UART串口通信设计实例（1）接下来用刚才采用的方法设计一个典型实例。
在一般的嵌入式开发和FPGA设计中，串口UART是使用非常频繁的一种调试手段。
下面我们将使用Verilog RTL编程设计一个串口收发模块。
这个实例虽然简单，但是在后续的调试开发中，串口使用的次数比较多，这里阐明它的设计方案，不仅仅是为了讲解RTL编程，而且为了后续使用兼容ARM9内核实现嵌入式开发。
串口在一般的台式机上都会有。
随着笔记本电脑的使用，一般会采用USB转串口的方案虚拟一个串口供笔记本使用。
图2-7为UART串口的结构图。
串口具有9个引脚，但是真正连接入FPGA开发板的一般只有两个引脚。
这两个引脚是：发送引脚TxD和接收引脚RxD。
由于是串行发送数据，因此如果开发板发送数据的话，则要通过TxD线1 bit接着1 bit 发送。
在接收时，同样通过RxD引脚1 bit接着1 bit接收。
再看看串口发送/接收的数据格式（见图2-8）。
在TxD或RxD这样的单线上，是从一个周期的低电平开始，以一个周期的高电平结束的。
它中间包含8个周期的数据位和一个周期针对8位数据的奇偶校验位。
每次传送一字节数据，它包含的8位是由低位开始传送，最后一位传送的是第7位。
这个设计有两个目的：一是从串口中接收数据，发送到输出端口。
接收的时候是串行的，也就是一个接一个的；但是发送到输出端口时，我们希望是8位放在一起，成为并行状态（见图2-10）。
我们知道，串口中出现信号，是没有先兆的。
如果出现了串行数据，则如何通知到输出端口呢？我们引入“接收有效”端口。
“接收有效”端口在一般情况下都是低电平，一旦有数据到来时，它就变成高电平。
下一个模块在得知“接收有效”信号为高电平时，它就明白：新到了一个字节的数据，放在“接收字节”端口里面。
二是发送数据到串口。
发送数据的时候，我们也希望输入端口能够给出一个简单的形式。
我们引入“发送有效”信号，它为高电平，表示我们希望把“发送字节”送入TxD发送出去。
但是“发送有效”信号是否生效是有限制的，也就是正在发送的时候，是不能接收新的数据并发送的。
所以，我们引入一个“发送状态”信号，它标识当前的“发报机”是否处于忙碌状态。
如果“发报机”处于忙碌状态，则它拒绝“发送有效”信号，不予执行。
根据上面的分析，可以确定端口信号如下：1.module rxtx (2. clk,3. rst,4. rx,5. tx_vld,6. tx_data,7.8. rx_vld,9. rx_data,10. tx,11. txrdy12. );13.input clk;14.input rst;15.input rx;16.input tx_vld;17.input [7:0] tx_data;18.19.output rx_vld;20.output [7:0] rx_data;21.output tx;22.output txrdy;rx对应RxD，tx对应TxD。
rx_vld就是“接收有效”信号，rx_data则是“接收字节”信号。
tx_vld是“发送有效”信号，tx_data是“发送字节”信号。
txrdy是“发送状态”信号，它是低电平表示正处于发送状态，不接收新的字节而进行发送。
我们知道，串行数据的频率是9600Hz，而FPGA开发板的频率却是非常高的。
这里，我们假定FPGA的工作频率是25MHz，则串口发送1位信息，则FPGA上的clk需要计数：25 000 000/9600=2604次。
我们知道rx一旦变化，不论是从0到1，还是从1到0，都表示1位信息的传递开始。
因此，我们在设计一个最大计数值为2604的计数器的时候，rx的变化都将导致这个计数器重新开始计数。
如果计数到2604附近，rx发生变化，那么又将导致计数器清零；如果rx没有发生变化，没关系，计数器在计数到2604时，自动清零。
因此，rx的变化会不断调整计数器的计数。
在这个计数器计算到中间，也就是1302时，是最佳采样时刻，这个时候，rx的电平是我们需要知道的位信息。
对于rx的接收，需要2～3个寄存器同步，来消除异步传送的不确定性。
下面描述的rx1、rx2、rx3、rxx只是对rx进行延时，消除异步效果。
1.reg rx1,rx2,rx3,rxx;2.always @ ( posedge clk ) begin3. rx1 <= rx;4. rx2 <= rx1;5. rx3 <= rx2;6. rxx <= rx3;7. end对于rxx，我们将检测它的变化，这个变化将作为置位计数器的标志。
rx_change表示rxx 发生了改变，它比较了rx_dly和rxx的差别。
1.reg rx_dly;2.always @ ( posedge clk )3. rx_dly <= rxx;4.5.wire rx_change;6.assign rx_change = (rxx != rx_dly );下面将实现一个计数器，它将以2604为周期进行计数。
如果rx保持长时间不变，比如传送多个1或多个0，则计数器以2604为周期计数，可以计算到底有多少个1或0传送—因为在传送多个1或0时，rx是不会发生变化的，但是计数器会从2604恢复到0，可以计算传递了多少位。
rx_en是我们提取rx的标志时刻，这时候计数器位于串行数据的中间—计数到1302时。
1.reg [13:0] rx_cnt;2.always @ ( posedge clk or posedge rst )3.if ( rst )4. rx_cnt <= 0;5.else if ( rx_change | ( rx_cnt==14'd2603 ) )6. rx_cnt <= 0;7.else8. rx_cnt <= rx_cnt + 1'b1;9.10.wire rx_en;11.assign rx_en = ( rx_cnt==14'd1301 );如果在RxD检测到0，即在rx_en等于1时，检测到rxx等于1'b0，我们知道探测到一个字节的传送开始。
这标志着后续将传送8位数据、1个奇偶校验位和1个停止位。
因此，在rx_en==1'b1，rxx==1'b0时，启动一个以10为周期的计数器。
以10为周期的计数器递进的标志是rx_en==1'b1—这是传送1个位的标志。
当计数到9时，计数终止，计数器清0，此时一个字节的数据接收完毕。
在第二次探测到rxx在rx_en有效时等于0，又将重复第二次计数，如此周而复始。
1.reg data_vld;2.always @ ( posedge clk or posedge rst )3.if ( rst )4. data_vld <= 1'b0;5.else if ( rx_en & ~rxx & ~data_vld )6. data_vld <= 1'b1;7.else if ( data_vld & ( data_cnt==4'h9 ) & rx_en )8. data_vld <= 1'b0;9.else;10.11.reg [3:0] data_cnt;12.always @ ( posedge clk or posedge rst )13.if ( rst )14. data_cnt <= 4'b0;15.else if ( data_vld )16. if ( rx_en )17. data_cnt <= data_cnt + 1'b1;18. else;19.else20.data_cnt <= 4'b0;我们在前面已经用到了这个计数器形式。
在这里，使用这种类型计数器，就是通过探测到传送开始的0位，启动一个以10为周期的计数器进行对后续位的接收，并在接收完毕后，自动恢复到初态。
在data_vld为高电平时，对应8位数据、1个奇偶校验位以及1个停止位的接收。
所以data_cnt从0到7计数时，我们可以依次接收rxx的数据。
因为rxx是从低位到高位传递，所以向右移位。
1.reg [7:0] rx_data;2.always @ ( posedge clk or posedge rst )3.if ( rst )4. rx_data <= 7'b0;5.else if ( data_vld & rx_en & ~data_cnt[3] )6. rx_data <= {rxx,rx_data[7:1]};7.else;同理，在data_vld计数到停止位时，我们认为该字节接收完毕，发送一个周期的高电平信号，通知给其他模块：表示已经接收到1字节，位于rx_data内。
其他模块在探测到rx_vld 为高电平时，取出rx_data。
1.always @ ( posedge clk or posedge rst )2.if ( rst )3. rx_vld <= 1'b0;4.else5.rx_vld <= data_vld & rx_en & ( data_cnt==4'h9);以上就是串口接收数据的设计代码。
在发送时，我们也希望能够利用rx_en这个定时信息，使用它来发送数据。
首先，我们在tx_vld==1'b1时，保存tx_data，用来发送。
tx_rdy_data 就是用来暂存tx_data的。
只有在txrdy等于1的情况下，也就是发送单元处于空闲状态时，tx_data才能保存入tx_rdy_data。
1.reg [7:0] tx_rdy_data;2.always @ ( posedge clk or posedge rst )3.if ( rst )4. tx_rdy_data <= 8'b0;5.else if ( tx_vld & txrdy )6. tx_rdy_data <= tx_data;7.else;当tx_vld有效时，会触发一个发送过程。
在发送时，tx会发送起始0位、8位数据、1个奇偶校验位和1个停止位，总共是11位。
因此，tx_vld触发了一个以11为周期的计数器，在每计数到一个数以后，会发送相应的位信息。
在发送完毕后，计数器清0。
1.reg tran_vld;2.always @ ( posedge clk or posedge rst )3.if ( rst )4. tran_vld <= 1'b0;5.else if ( tx_vld )6. tran_vld <= 1'b1;7.else if ( tran_vld & rx_en & ( tran_cnt== 4'd10 ) )8. tran_vld <= 1'b0;9.else;10.11.reg [3:0] tran_cnt;12.always @ ( posedge clk or posedge rst )13.if ( rst )14. tran_cnt <= 4'b0;15.else if ( tran_vld )16. if( rx_en )17. tran_cnt <= tran_cnt + 1'b1;18. else;19.else20.tran_cnt <= 4'b0;在上面，我们用到了同类的计数器。
