UART是什么?串口工作过程分析
一、UART是什么
UART是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART，是一种异步收发传输器,是设备间进行异步通信的关键模块。UART负责处理数据总线和串行口之间的串/并、并/串转换，并规定了帧格式；通信双方只要采用相同的帧格式和波特率，就能在未共享时钟信号的情况下，仅用两根信号线（Rx 和Tx）就可以完成通信过程，因此也称为异步串行通信。
若加入一个合适的电平转换器，如SP3232E、SP3485，UART 还能用于RS-232、RS-485 通信，或与计算机的端口连接。UART 应用非常广泛，手机、工业控制、PC 等应用中都要用到UART。
UART使用的是异步，串行通信。串行通信是指利用一条传输线将资料一位位地顺序传送。特点是通信线路简单，利用简单的线缆就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢的应用场合。异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的。数据传送速率用波特率来表示，即每秒钟传送的二进制位数。例如数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位（1个起始位，7个数据位，1个校验位，1个结束位），则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。数据通信格式如下图：
其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。数据位：可以是5~8位逻辑”0”或”1”。如ASCII码（7位），扩展BCD码（8位）。小端传输校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验) 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。空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。注：异步通信是按字符传
/********************* 头文件*************************************************/ #include 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。 Application Note Specifications subject to change without notice, contact your sales representatives for the most recent information. UART 功能使用方法 1 適用產品：SM59R16A 2 / SM59R08A2 2 UART 使用概述： 2.1 提供兩組串通訊列埠 （UART0, UART1） 2.2 每一組UART 分別有獨立的緩衝記憶體，且傳送及接收則是共用． UART0 使用S0BUF UART1 使用S1BUF 當執行資料接收時，必須在前一筆資料完成執行工作後，否則會造成資料流失的問題；可由送傳中斷旗標或接收中斷旗標判斷是否完成執行工作的狀態． 2.3 當使用串通訊列埠時，系統時脈來源建議使用外部晶振．由於內部晶振頻率的誤差約為+5%，當 使用串通訊列埠時，系統時脈必須要求晶振頻率的誤差約為+2%． 3 以下說明與UART 相關的特殊控制暫存器及特殊狀態暫存器 Special Function Register (SFR) Mnemonic Description Direct Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 RESE T Serial interface 0 and 1 PCON Power control 87h SMOD MDUF - PMW - - STOP IDLE 00h BRGS Baud rate generator switch D8h BRS - - - - - - - 00h S0CON Serial Port 0 control register 98h SM0 SM1 SM20REN0TB80 RB80 TI0 RI0 00h S0RELL Serial Port 0 reload register low byte AAh S0REL .7 S0REL .6 S0REL .5 S0REL .4 S0REL .3 S0REL .2 S0REL .1 S0REL .0 00h S0RELH Serial Port 0 reload register high byte BAh - - - - - - S0REL .9 S0REL .8 00h S0BUF Serial Port 0 data buffer 99h S0BUF[7:0] 00h S1CON Serial Port 1 control register 9Bh SM - SM21REN1TB81 RB81 TI1 RI1 00h S1RELL Serial Port 1 reload register low byte 9Dh S1REL .7 S1REL .6 S1REL .5 S1REL .4 S1REL .3 S1REL .2 S1REL .1 S1REL .0 00h S1RELH Serial Port 1 reload register high byte BBh - - - - - - S1REL .9 S1REL .8 00h S1BUF Serial Port 1 data buffer 9Ch S1BUF[7:0] 00h 实验六串行口通信实验 一、实验内容 实验板上有RS-232接口，将该接口与PC机的串口连接，可以实现单片机与PC机的串行通信，进行双向数据传输。本实验要求当PC机向实验板发送的数字在实验板上显示,按实验板键盘输入的数字在PC机上显示，并用串口助手工具软件进行调试。 二、实验目的 掌握单片机串行口工作原理，单片机串行口与PC机的通信工作原理及编程方法。 三、实验原理 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通信。进行串行通讯信要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平(-5～-15V为1，+5～+15V为0)，而单片机的串口是TTL电平(大于+2.4V为1，小于- 0.7V为0)，两者之间必须有一个电平转换电路实现RS232电平与TTL电平的相互转换。 为了能够在PC机上看到单片机发出的数据，我们必须借助一个Windows软件进行观察，这里我们可以使用免费的串口调试程序SSCOM32或Windows的超级终端。 单片机串行接口有两个控制寄存器：SCON和PCON。串行口工作在方式0时，可通过外接移位寄存器实现串并行转换。在这种方式下，数据为8位，只能从RXD端输入输出，TXD端用于输出移位同步时钟信号，其波特率固定为振荡频率的1/12。由软件置位串行控制寄存器(SCON)的REN位后才能启动，串行接收，在CPU将数据写入SBUF寄存器后，立即启动发送。待8位数据输完后，硬件将SCON寄存器的T1位置1，必须由软件清零。 单片机与PC机通信时，其硬件接口技术主要是电平转换、控制接口设计和远近通信接口的不同处理技术。在DOS操作环境下，要实现单片机与微机的通信，只要直接对微机接口的通信芯片8250进行口地址操作即可。WINDOWS的环境下，由于系统硬件的无关性，不再允许用户直接操作串口地址。如果用户要进行串行通信，可以调用WINDOWS的API 应用程序接口函数，但其使用较为复杂，可以使用KEILC的通信控件解决这一问题。 四、实验电路 [参考学习板说明书P27] MCS-51单片机串行口工作方式与波特率计算举例 1）方式0 方式0是外接串行移位寄存器方式。工作时，数据从RXD串行地输入/输出，TXD 输出移位脉冲，使外部的移位寄存器移位。波特率固定为fosc/12（即，TXD每机器周期输出一个同位脉冲时，RXD接收或发送一位数据）。每当发送或接收完一个字节，硬件置TI=1或RI=1，申请中断，但必须用软件清除中断标志。 实际应用在串行I/O口与并行I/O口之间的转换。 2）方式1 方式1是点对点的通信方式。8位异步串行通信口，TXD为发送端，RXD为 接收端。一帧为10位，1位起始位、8位数据位（先低后高）、1位停止位。波特率由T1或T2的溢出率确定。 在发送或接收到一帧数据后，硬件置TI=1或RI=1，向CPU申请中断；但必须用软件清除中断标志，否则，下一帧数据无法发送或接收。 （1）发送：CPU执行一条写SBUF指令，启动了串行口发送，同时将1写入 输出移位寄存器的第9位。发送起始位后，在每个移位脉冲的作用下，输出移位寄存器右移一位，左边移入0，在数据最高位移到输出位时，原写入的第9位1的左边全是0，检测电路检测到这一条件后，使控制电路作最后一次移位，/SEND 和DATA无效，发送停止位，一帧结束，置TI=1。 （2）接收：REN=1后，允许接收。接收器以所选波特率的16倍速率采样RXD 端电平，当检测到一个负跳变时，启动接收器，同时把1FFH写入输入移位寄存器（9位）。由于接、发双方时钟频率有少许误差，为此接收控制器把一位传送时间16等分采样RXD，以其中7、8、9三次采样中至少2次相同的值为接收值。接收位从移位寄存器右边进入，1左移出，当最左边是起始位0时，说明已接收8位数据，再作最后一次移位，接收停止位。此后： A、若RI=0、SM2=0，则8位数据装入SBUF，停止位入RB8，置RI=1。 实验报告-实验一IAR串口通信 以下是为大家整理的实验报告-实验一IAR串口通信的相关范文，本文关键词为实验,报告,IAR,串口,通信,实验,平台,使用,串口,通信，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在综合文库中查看更多范文。 实验一平台使用及串口通信 本次实验报告在下课后3天内上交！一、实验目的 (1)了解物联网实验 (2)箱熟悉IAR开发平台 (3)能够读懂原理图中有关传感器的接口电路(4)能够建工程项目并编写程序(5)掌握串口通信 二、实验设备 仿真器1台，gec_cc2530板1块，usb连接线1根。 三、实验内容 使用cc2530通过uART接收控制命令，完成LeD的控制。 四、实验代码 完善红色注释部分代码： #include#include #defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar #defineRLeDp1_0#definegLeDp1_1#defineYLeDp1_4 voidinituART0(void); ucharRecdata[3]=%ucharRxTxflag=1; uchartemp; uintdatanumber=0;uintstringlen; /*******************************@brief串口（uART0)初始化******************************/voidinituART0(void){ cLKconcmD//设置系统时钟源为32mhZ晶振while(cLKconsTA//等待晶振稳定 cLKconcmD//设置系统主时钟频率为32mhZpeRcFg=0x00;//位置1p0口p0seL=0x3c;//p0用作串口 实验三双机通信实验 一、实验目的 UART 串行通信接口技术应用 二、实验实现的功能 用两片核心板之间实现串行通信，将按键信息互发到对方数码管显示。 三、系统硬件设计 （１）单片机的最小系统部分 （２）电源部分 （３）人机界面部分 数码管部分按键部分 （４）串口通信部分 四、系统软件设计 #include sbit L1=P0^5; sbit L2=P0^6; sbit L3=P0^7; uint m=0,i=0,j; uchar temp,prt; /***y延时函数***/ void delay(uint k) { uint i,j; //定义局部变量ij for(i=0;i { m=1; //KEY1键按下 return(m); } if(H2==0) { m=4; //KEY4键按下 return(m); } } } if(L2==0) { delay(5); if (L2==0) { L2=0;H1=1;H2=1; if(H1==0) { m=2; //KEY2键按下 return(m); } if(H2==0) { m=5; //KEY5键按下 return(m); } } } if(L3==0) { delay(5); if (L3==0) { L3=0;H1=1;H2=1; if(H1==0) { m=3; //KEY3键按下 实验八、UART串口通信实验 一、实验目的 1. 了解RS232通信接口的基本原理； 2. 熟悉通信接口芯片（TL16C550C）在DSP I/O空间寄存器的地址映射 及工作原理； 3．了解异步通信中串口模式选择、设置数据传输格式、设置波特率、建立连接、传输数据和断开连接等功能。 二、实验设备 1. 集成开发环境CCS 2. 实验开发板TMS320VC5402DSK、RS232接口电缆线及附件 3．程序“串口调试程序v2.2.exe” 三、实验内容及步骤 实验操作流程参照前面实验。 1 在汇编环境调试Uart：(实现字符或文件的发送和回发功能) a. 实验代码main.s54、uartasm.cmd和uart_init.s54、dsp_init.s54 以及uartasm.h54，c5402_dsk.gel(说明同前)。 b. 串口调试程序“串口调试程序v2.2.exe” , 汇编调试中Build option设置情况与CODEC实验中的汇编调试设置及出错情况相同。 c. 程序文件介绍： 1）“uart.h54”定义了一些寄存器的地址以及函数类型。 2）“dsp_init.s54”与dsp工作有关的寄存器ST1、PMST、IMR、IFR和SWWSR，并且清除INTM位以及设定时钟模式。 3）“uart_init.s54”先检测UART模块是否工作正常，然后设定UART模块的寄存器，如CNTL1、CNTL2、LCR、MSB&LSB（设定波特率）、FCR、IER 等。 4）“main.s54”主程序查看标志位，检测是否UART存在有效接收数据。若有，则执行一定的处理，包括亮LED以及将接收的数据从UART回发。 d. 执行程序时，只要发送数据时，可在串口调试程序的接收窗口立即看到回发的数据。 e. 程序中UART工作参数设置如下： 1）波特率9600(或更低)、无数据校验、字符长度8比特、停止位1、 MCS-51的串行口 7.3 帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式（1）。 7.4 串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？ 答：串行口有四种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3 有三种帧格式： 方式0帧格式D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 方式0波特率=Fosc/12 方式1帧格式 方式1波特率=2定时器T1的溢出率/32 SMOD 起始位 D0 停止 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 方式2和方式3帧格式D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 停止起始位D8 方式2的波特率=2*Fosc/64 MOD 方式3的波特率=2 *定时器T1的溢出率/32 MOD 7.5 假定串行口发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位，请画 出传送字符“A”的帧格式？0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 7.6 判断下列说法是否正确 (A)串行口通行的第9数据位的功能可由用户定义。（T） (B)发送数据的第9数据位的内容在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。（T） (C)串行通讯帧发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。（F） （D）串行通讯接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。（T） （E）串行口方式1的波特率是口变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。（T） 7.7通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用：（C） （A）MOVC指令（B）MOVX指令（C）MOV指令（D）XCHD指令 7.8 为什么定时器/计数器T1用作串行口波特率发生器时，常采用方式2？若已知时钟频率，通讯波特率，如何计算器初值? 答：定时器T1工作方式2是一种自动重装方式，无需在中断服务程序中送数，没有由于中断引起的误差。定时器工作在方式2是一种既省事又精确的产生串行口波特率的方法。设定时器T1方式2的初值为X,则有： 定时器T1的溢出率=计数速率/(256-X)=Fosc/(256-X)*12 则方式2的波特率=2 *F/(256-X)*12*32 MODosc 故计数器初值为X=2 *F/12*32*波特率MODosc 7.9 串行口工作方式1的波特率是：C （A）固定的，为F osc/32。 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 」o gic_1164.all; end uart; architecture behav of uart is en tity uart is port(clk : in std_logic; rst_n: in std 」o gic --系统时钟 --复位信号 rs232_rx: in std 」o gic rs232_tx: out std 」o gic --RS232接收数据信号； --RS232发送数据信号;）; use ieee.std_logic_ un sig ned.all; UART异步串行口 UART异步串行口简介 数据通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种： 并行通信：是指利用多条数据传输线将一个资料的各位同时传送。它的特点是传输速度快，适用于短距离通信，但要求通讯速率较高的应用场合。 串行通信：是指利用一条传输线将资料一位位地顺序传送。特点是通信线路简单，利用简单的线缆就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢的应用场合。 UART 异步串行口的传输格式 异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然 而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。 通信协议（通信规程）：是指通信双方约定的一些规则。在使用异步串口传送一个 字符的信息时，对资料格式有如下约定：规定有空闲位、起始位、资料位、奇偶校验位、停止位。通讯时序图如下： 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。 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。 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 ，19200，38400，115200等。 S3C2410的异步串行口 1 UART串口初始化函数.txt每个女孩都曾是无泪的天使，当遇到自己喜欢的男孩时，便会流泪一一，于是坠落凡间变为女孩，所以，男孩一定不要辜负女孩，因为女孩为你放弃整个天堂。朋友,别哭,今夜我如昙花绽放在最美的瞬间凋谢,你的泪水也无法挽回我的枯萎~~~/**************************************************************************** ***************** 函数名：UART串口初始化函数 调用：UART_init(); 参数：无 返回值：无 结果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用） 备注：振荡晶体为12MHz，PC串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ] /******************************************************************************* ***************/ void UART_init (void){ EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽） ES = 1; //允许UART串口的中断 TMOD = 0x20; //定时器T/C1工作方式2 SCON = 0x50; //串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收）TH1 = 0xF3; //定时器初值高8位设置 TL1 = 0xF3; //定时器初值低8位设置 PCON = 0x80; //波特率倍频（屏蔽本句波特率为2400） TR1 = 1; //定时器启动 } /******************************************************************************* ***************/ /******************************************************************************* ************** 函数名：UART串口初始化函数 调用：UART_init(); 参数：无 返回值：无 结果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用） 备注：振荡晶体为11.0592MHz，PC串口端设置 [ 19200，8，无，1，无 ] /******************************************************************************* ***************/ void UART_init (void){ EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽） ES = 1; //允许UART串口的中断 TMOD = 0x20; //定时器T/C1工作方式2 SCON = 0x50; //串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收） 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 is 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; rs232_tx: out std_logic --RS232发送数据信号;); end uart; architecture behav of uart is 简单描述： SPI 和I2C这两种通信方式都是短距离的，芯片和芯片之间或者其他元器件如传感器和芯片之间的通信。SPI和IIC是板上通信,IIC有时也会做板间通信,不过距离甚短,不过超过一米,例如一些触摸屏,手机液晶屏那些很薄膜排线很多用IIC,I2C能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。I2C 是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。多路微控制器能在同一个I2C总线上共存这两种线属于低速传输； 而UART是应用于两个设备之间的通信，如用单片机做好的设备和计算机的通信。这样的通信可以做长距离的。UART和,UART就是我们指的串口,速度比上面三者快,最高达100K左右,用与计算机与设备或者计算机和计算之间通信,但有效范围不会很长,约10米左右,UART优点是支持面广,程序设计结构很简单,随着USB的发展,UART也逐渐走向下坡； SmBus有点类似于USB设备跟计算机那样的短距离通信。 简单的狭义的说SPI和I2C是做在电路板上的。而UART和SMBUS是在机器外面连接两个机器的。 详细描述： 1、UART(TX,RX)就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。在多机通信上面用的最多。 2、SPI(CLK,I/O,O,CS)接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART 的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。 3、I2C(SCL,SDA)接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。 SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行 UART：通用异步串行口。按照标准波特率完成双向通讯，速度慢 SPI:一种串行传输方式,三线制,网上可找到其通信协议和用法的 3根线实现数据双向传输 串行外围接口 Serial peripheral interface UART:通用异步收发器 UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了 4.3.3 串口的工作方式 串行口分四种工作方式，由SCON中的SMO、SM1二位选择决定。 1.方式0 （1）特点 1.用作串行口扩展，具有固定的波特率，为Fosf/12。 2.同步发送/接收，由TXD提供移位脉冲，RXD用作数据输入/输出通道。 3.发送/接收8位数据，低位在先。 （2）发送操作 当执行一条“MOV SBUF，A”指令时： 启动发送操作； TI=0； 由TXD输出移位脉冲； 由RXD串行发送SBUF中的数据。 发送完8位数据后； 自动置TI=1，请求中断。 要继续发送时，T1必须有指令清零。 （3）接收操作RI=0； 在RI=0条件下， 置REN=1，启动一帧数据的接收， 由TXD输出移位脉冲， 由RXD接收串行数据到A中。 接收完一帧自动置位RI， 请求中断。 想继续接收时， 要用指令清零RI。 2.方式1 （1）特点 1.8位UART接口。 2.帧结构为10位，包括起始位（为0），8位数据位，1位停止位。 3.波特率由指令设定，由T1的溢出率决定。 （2）发送操作 当执行一条“MOV SBUF，A”指令时，启动发送操作，A中的数据从TXD端实现异步发送。发送完一帧数据后自动置TI=1，请求中断。要继续发送时，TI必须由指令清零。 （3）接收操作 当置REN=1时，串行口采样RXD，当采样到1至0的跳变时，确认串行数据帧的起始位，开始接收一帧数据，直到停止位到来时，把停止位送入RB8中。置位RI请求中断。CPU取走数据后用指令清零RI。 3.方式2和方式3 方式2和方式3具有多机通信功能，这两种方式除了波特率不同以外，其余完全相同。 （1）特点 1.9位UART接口。 2.帧结构为11位，包括起始位（为0）、8位数据位、1位可编程位TB8/RB8和停止位（为1）。 3.波特率在方式2时为固定FOSC/32或FOSC/64，由SMOD位决定，当SMOD=1时，波特率为FOSC/32；当SMOD=0时，波特率为FOSC/64。方式3的溢出率由T1的溢出率决定。 （2）发送操作 发送数据之前，由指令设置TB8（如作为奇偶校对位或地址/数据位），将要发送的数据由A写入SBUF中启动发送操作。在发送中，内部逻辑会把TB8装入发送移位寄存器的第9位位置，然后发送一帧完整的数据，发送完毕后置位TI。TI须由指令清零。 （3）接收操作 当置位SEN位且RI=0时，启动接收操作，帧结构上的第9位送入RB8中，对所接收的数据视SM2和RB8的状态决定是否会使RI置位。 当SM2=0时，RB8不论什么状态RI都置1，串行口都接收数据。 当SM2=1时，为多机通信方式，接收到的RB8为地址/数据表识位。当RB8=1时，接收的信息为地址帧，此时置位RI，串行口接收发送来的数据。 当RB8=0时，接收的信息为数据帧，若SM2=1时，RI不会置位，此数据丢弃；若SM2=0，则SBUF接收发送来的数据。 《 APM串口实验》 实验报告 课程名称：嵌入式微处理器技术 班级：电信 0901 姓名： 地点：嵌入式系统基础实训室 指导教师：王瑾 ARM的串行口实验 一、实验目的 ◆ １．掌握ARM 的串行口工作原理。 ◆ ２．学习编程实现ARM 的UART 通讯。 ◆ ３．掌握CPU 利用串口通讯的方法。 二、实验内容 学习串行通讯原理，了解串行通讯控制器，阅读ARM 芯片文档，掌握ARM 的UART 相关寄存器的功能，熟悉ARM 系统硬件的UART 相关接口。编程实现ARM 和计算机实现串行通讯： ARM 监视串行口，将接收到的字符再发送给串口（计算机与开发平台是通过超级终端通讯的），即按PC 键盘通过超级终端发送数据，开发平台将接收到的数据再返送给PC，在 超级终端上显示。 三、预备知识 1、1．用ARM SDT 2.5或ADS1.2 集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。 2、2．ARM 应用程序的框架结构。 3、3．了解串行总线 四、实验设备及工具 硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC机Pentium100 以上、串口线。 软件：PC 机操作系统win98、Win2000 或WinXP 、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。 五、实验原理及说明 1．异步串行I／O 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。 图2-1 串行通信字符格式 图2-1 给出异步串行通信中一个字符的传送格式。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。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。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50， 实验四UART串口通信 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 is 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 UART串口编程 首先明确一点：我们学习的串口是异步串口。在传输时，他们各自有各自的时钟。就是我们说的波特率。 我们学习的RS232与UART的区别是，UART使用标准的TTL/COMS电平进过一个芯片使它的高低电平从TTL中0与3.3V 变成了低电平5v到15v 高电平-3v到-12v。 首先说一下串口的数据帧格式。它由一个开始位，数据位，校验位和停止位组成。 平时数据处于1状态。 当要开始发送时，从UART改变TxD数据变成0状态1个位的时间，在接受端到0之后的1.5位的时间，接收端开始接受数据。 数据位分为5，6，7，8。四种类型的数据位。之后就是校验位站1位，可以设置也可以不设置。最后的是停止位。可以是1位，1.5位，2位。这个是高电平1。 UART可以用中断或DMA来工作。它有3个单独的通道。它由4部分组成，发送器，接收器，波特率发生器，控制逻辑组成。 这些部分的设置都是通过寄存器来实现的。 发送的过程是这样的，UART只能通过shifter一位一位的来发数据。它先把要发的数据放到它的缓存FIFO里，当然缓存也可以取消。然后放入shifter里面来发出去。接受也是一样的。通过缓存来接受，然后再通过接受的shifter来接。 具体继电器的设置主要由以下几个： ULCON 逻辑数据桢格式控制器 UCON 串口的控制继电器 UFCON FIFO控制寄存器 UMCON 串口MODEN控制器（可以控制AFC 自动流控制） 以下是状态寄存器，用来确定状态的，比如说shifter发送器的状态，接收器的状态。 UTRSTAT 接受发送控制器 UERSTAT 错误状态寄存器 UFSTAT FIFO状态寄存器 最后一个单独的设置寄存器，它用来设置波特率 UBRDIV 波特率发生器 以下来写个简单的串口例子。 它不使用FIFO 中断而直接用shifter收发，采用轮询的方式来检测数据是否发送或被接受。然后通过minicom向开发板发送1表示亮灯，发送2表示熄灯。 文件总共是7个一个crt0.smain.caddr.huart.huart.cuart.ldsmakefile crt0.s 是关闭watchdog 并跳转到mian 之后用个deadloop。 .text .globl _start _start： ldr r0， =0x53000000 @ WATCHDOG close mov r1， #0x0 str r1，［r0］UART串口通信设计实例
uart串口资料
串行口通信实验 单片机实验报告
MCS-51单片机串行口工作方式与波特率计算举例
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串口通信实验报告全版.doc
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