下载文档原格式
嵌入式串口通信设计嵌入式串口通信是指在嵌入式系统中使用串口进行数据交换的通信方式。
嵌入式系统通常具有资源有限、功耗低、小型化等特点，而串口通信可以很好地满足这些要求。
在嵌入式应用中，串口通信的应用十分广泛，比如通过串口通信控制外围设备、传输数据、与外部设备进行通讯等。
本文将从嵌入式串口通信的特点、设计流程、注意事项和应用案例等方面进行探讨。
一、嵌入式串口通信的特点1.资源有限：嵌入式系统常常资源有限，这意味着在设计嵌入式串口通信时需要谨慎考虑资源的使用情况，避免资源浪费。
2.功耗低：在嵌入式系统中，功耗通常是一个非常关键的指标，串口通信可以满足低功耗的要求。
3.灵活方便：串口通信具有简单方便、灵活性高等特点。
程序员可以在软件中对串口进行配置，从而满足不同的通信需求。
4.兼容性好：串口通信作为一种标准的通信方式，具有很好的兼容性，可以与多种设备互通。
二、嵌入式串口通信的设计流程嵌入式串口通信的设计流程主要包括串口硬件设计和串口软件设计两个方面。
1. 串口硬件设计串口硬件设计是嵌入式串口通信设计的基础，通常包括串口电路设计、信号线选取、电气参数设计等方面。
- 串口电路设计：串口通信需要串口电路来实现，串口电路通常由串口芯片、电阻、电容等元器件构成，其中串口芯片是最为重要的关键部件之一。
通过选择合适的芯片和电路设计进行编码/解码、波特率配置和流控等操作。
- 信号线选取：串口通信需要用到几条引脚，包括接收引脚（RX）、发送引脚（TX）、数据位线（D0-D7）、停止位线和控制线等。
在设计时需要考虑选取哪些引脚和功能模式。
- 电气参数设计：串口通信的成功与否也与多种电气参数相关。
在设计时，需要考虑波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验位等参数的选取。
2. 串口软件设计串口软件设计的主要任务是通过对串口的控制来实现通信操作。
串口软件设计通常包括串口相关库函数的调用、数据处理、协议栈支持等方面。
- 对串口库函数的调用：在嵌入式串口通信的软件设计中，需要依靠串口库函数来实现setTimeout、readLine、write等操作。
毕业设计（论文）设计论文题目：基于Linux内核的嵌入式串口通讯程序设计学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：指导老师：学院院长：年6月10日基于Linux内核的嵌入式串口通讯程序设计摘要本设计讨论了简易嵌入式Linux环境下的串口联网问题。
在如今的工业控制领域，嵌入式设备通讯能力的优劣已经成为了一个尤为重要的评判标准，是否能够进行网络通信将是十分重要的。
对于由于特殊要求而不能订制一些网络硬件的嵌入式设备来说，我们希望通过最为简单且经济的方式来解决网络问题，由此我们自然希望在尽力不改变设备原有资源的情况下给设备添加网络功能，并且将设备原先的功能所产生的冲突减到最小，选择具有普遍广泛应用的串口来实现串口联网将是十分具有现实意义的。
本设计通过使用虚拟一些联网必备的网络硬件，通过串口来通信的方法来完成联网的实现，具体涉及到伪网络驱动程序和串口通信程序的开发。
在不保证可靠通信和吞吐量的前提下，该设计能够实现简单的网络通信，包括Telnet等。
关键字：Linux环境，串口通讯，网络通讯，嵌入式Design Of Embedded Serial Communication Based On LinuxAbstractThis design researches serial networking which runs under the simple kernel of Linux.Now in the field of industrial control, the capacity of communications has become a particularly important evaluation criterion in the embedded equipment. For some embedded equipments as a special request which can not be made in some of the embedded network hardware equipments, we hope that through the most simple and economical way to solve network problems. By the time we naturally hope to make every effort not to change the original equipment resources that we can add to the network function under the equipment, and the original equipment functions arising from the conflict could be minimized. It is very realistic significance to select the widespread application serial to achieve serial network link.The design takes the use of virtual networking to pretend some essential network hardware. Through serial communications to approach to the realization of network link, it will be specifically related to the pseudo-network driver and serial communication program development. Without guaranteed throughput and reliable communications on the premise the design can be achieved by simple network communications, including Telnet and so on.Keywords：Linux,serial communication,network,embedded目录1绪论 (1)1.1网络通信 (1)1.1.1网络通信原理 (1)1.1.2网络通信现状及前景 (2)1.2串口通讯 (4)1.2.1串口通信原理 (4)1.2.2串口通信现状及前景 (5)1.3测试架构 (6)2设计平台及环境简介 (7)2.1硬件平台 (7)2.1.1设计平台 (7)2.1.2通信平台 (7)2.2软件平台 (7)2.2.1嵌入式Linux (7)2.3虚拟机简介 (8)3串口网络通讯原理设计 (10)3.1简单串口上网的实现原理 (10)3.2串口上网设备加载和注销形式 (11)4串口网络通讯具体开发与实现 (13)4.1字符设备驱动程序 (13)4.2伪网络驱动设备程序 (16)4.3用户空间串口通信程序 (19)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1. 绪论1.1 网络通信1.1.1 网络通信原理Internet的工作原理是由一些通讯介质，如光纤、微波、电缆、普通电话线等，将各种类型的计算机联系在一起，并统一采用TCP/IP协议（传输控制协议/网际互联协议）标准，而互相联通、共享信息资源的计算机体系。
*****************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2013年春季学期嵌入式系统开发技术课程设计题目：嵌入式串口通信设计专业班级：通信工程四班姓名：学号：指导教师：成绩：嵌入式是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
随着嵌入式系统的发展和大规模应用，为了提升系统的整体性能，必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。
在实际开发应用中，串口通信是不可缺少的部分。
目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。
本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。
通过与计算机串口间的接，实现在ARM 平台上，传输速率115200bps，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，实现监测。
与外部设备通信的基本功能。
关键字：嵌入式系统，串口通信，Linux系统前言 ------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -一、串口通信概述--------------------------------------------------------------------------- - 5 -1.1 串口通信的原理 ------------------------------------------------------------------ - 5 -1.2 串口通信的开发工具 ------------------------------------------------------------ - 5 -1.2.1 2410F硬件平台简介---------------------------------------------------------- - 5 -1.3 串口通信的基本任务 ------------------------------------------------------------ - 8 -二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 9 -三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------------- - 17 -3.1 串口操作需要的头文件 -------------------------------------------------------- - 17 -3.2 打开串口 -------------------------------------------------------------------------- - 17 -3.3 串口设置 -------------------------------------------------------------------------- - 18 -3.4 串口读写 -------------------------------------------------------------------------- - 20 -3.5 关闭串口 -------------------------------------------------------------------------- - 22 -四、总结-------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 24 - 附录----------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
嵌入式基于stm32串口通信课程设计嵌入式系统是近年来发展迅速的一种新型计算机系统，其特点是硬件与软件紧密结合，功能强大，具有体积小、功耗低、性能高等优点，广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗设备等领域。
在嵌入式系统中，串口通信是一种常见且重要的通信方式，其通过串行传输数据，可以与其他设备进行数据交换。
在嵌入式系统的开发过程中，串口通信的设计是一项非常关键的工作。
本文将以基于STM32的串口通信课程设计为例，详细介绍串口通信的实现原理和相关技术。
首先，我们需要了解串口通信的基本原理。
串口通信一般包括发送端和接收端两个部分。
发送端将需要传输的数据转化为串行数据，并通过串口发送出去；接收端接收串口传输过来的数据，并将其转化为需要的格式。
串口通信需要通过一定的协议进行数据的传输，常见的协议有UART、USART、SPI等。
在基于STM32的串口通信课程设计中，我们可以使用STM32开发板作为嵌入式系统的硬件平台。
STM32是一款由ST公司推出的基于ARM Cortex-M内核的系列单片机，具有高性能、低功耗等特点。
在STM32中，有多个通用串行接口（USART）可用于实现串口通信功能。
我们可以通过编程控制STM32的USART模块，实现串口通信的发送和接收功能。
首先，我们需要初始化STM32的USART模块。
在初始化过程中，需要设置波特率、数据位数、校验位等参数，以适应不同的通信需求。
然后，我们需要编写发送函数和接收函数。
发送函数将需要传输的数据转化为串行数据，并通过USART发送出去；接收函数则负责接收USART传输过来的数据，并将其转化为需要的格式。
在接收函数中，我们还可以添加一些错误检测和容错机制，以确保数据的准确性。
在完成了USART的初始化工作后，我们还需要编写主程序来调用发送函数和接收函数，实现数据的发送和接收。
在主程序中，我们可以通过外部中断、定时器或其他触发方式来触发数据的发送和接收操作。
目录摘要 (1)一、串口通信概述 (2)1.1通信方式 (2)1.2串口通信 (2)1.3串口通信的原理 (3)1.4串口通信的基本任务 (3)1.5系统硬件结构原理 (3)1.6串口通信协议及实现 (4)1.7串行接口标准 (5)二、串口通信程序设计流程 (6)2.1总体程序设计流程图 (6)2.2串口操作需要的头文件 (7)2.3打开串口 (7)2.4串口设置 (7)2.5串口读写 (10)2.6关闭串口 (12)总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)摘要嵌入式系统（Embedded System）在于结合微处理器或微控制器的系统电路与其专用的软件，来达到系统运作效率成本的最优化。
本课程设计就是基于2410F 的嵌入式串口通信的实现，按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法，并分析了串口驱动的开发方法。
该系统的硬件主体设计以三星S3C2410 处理器为核心控制器件，实现连接PC机、ARM9-2410开发板、仿真器，实现串行通信，传输速率为115200bps，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，实现在ARM 平台上与外部设备进行串口通信的基本功能。
在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。
并行通信：在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的；如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，这种传输方式称为并行通信。
串行通信：串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度；其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
在嵌入式系统的开发中，串口通讯的设计是一个非常重要的部分，虽然通用的串口驱动可以满足很多系统的需要，但在一些工业控制中，对串口信号的数据格式，波特率等都有着严格的限制，这就要求针对系统需求对串口进行重新开发本课题的目的就是研究适用于学校教学的嵌入式系统平台，这对于提高对嵌入式系统的理解具有重要意义。
嵌入式串口通信设计嵌入式设备在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
为了实现更高效、更准确的数据传输，串口通信成为了嵌入式设备中非常常见且重要的功能。
在嵌入式串口通信设计中，需要考虑各种因素，包括通信协议、硬件接口、中断服务机制等。
本文将介绍嵌入式串口通信的基本原理、硬件设计、软件设计等方面的内容。
一、嵌入式串口通信基本原理1.1 串口通信协议串口通信协议是指实现嵌入式设备之间数据传输所遵守的规则。
常见的串口通信协议有RS-232、RS-422、RS-485等。
RS-232是最早的串口标准，主要针对点对点通信；RS-422和RS-485则是多点通信标准，与RS-232相比，它们有更高的速度和更远的传输距离。
1.2 串口通信硬件接口串口通信硬件接口是指通信双方所具有的物理接口。
通常包括TX、RX、CTS、RTS、DTR、DSR等引脚。
TX表示发送端，RX表示接收端，CTS、RTS、DTR、DSR用于控制发送和接收的流量，实现数据的同步传输。
1.3 串口通信软件设计串口通信软件设计是实现串行通信的软件程序，主要负责对硬件接口进行控制，实现数据的发送和接收。
软件设计的关键是要考虑到不同的通信协议，实现数据包的封装与解析，以及中断服务机制的设计，保证数据传输的效率与可靠性。
二、嵌入式串口通信硬件设计2.1 串口通信模块串口通信模块是一种常用的嵌入式模块，用于实现串口通信。
它通常包括接口芯片、电容、电阻和晶振等组成。
2.2 串口通信芯片选择选择合适的串口芯片可以提高数据传输的速度和可靠性，常用的芯片有MAX232、MAX485等。
MAX232是一款常用的RS-232转换芯片，它能将嵌入式设备的TTL电平转换为RS-232标准电平。
MAX485是一款常用的RS-485转换芯片，它可实现多点通信和远距离传输。
2.3 串口通信电路设计在设计嵌入式串口通信电路时需要考虑到电源电压、电容、电阻等因素。
需要注意的是，串口通信芯片的工作电压要与嵌入式设备的电压匹配，否则会烧毁芯片。
实验一串口通讯实验一.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S3C2410寄存器配置方法二.实验设备：Up-tNETARM2410-S教学实验箱JLink仿真器IAR Embedded Workbench集成开发环境串口连接线三.实验内容：1，了解ADS集成开发环境的基本功能2，学习串口通讯的基本知识3，熟悉S3C2410串口有关的寄存器4，实现查询方式串口的收发功能。
接受来自串口（通过超级终端）的字符并将接收到的字符发送到超级终端四.实验思考：1, 232串行通讯的数据格式是什么？答案：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50，95，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600 等。
2，串行通讯最少需要几根线，分别如何连接？答案：三根线。
TXD／RXD 是一对数据线，TXD 称发送数据输出，RXD 称接收数据输入。
当两台微机以全双工方式直接通信(无MODEM 方式)时，双方的这两根线应交叉联接(扭接)。
输出端五号口（SG）接输入端五号口（SG）输出端二号口（RXD）接输入端三号口（TXD）输出端三号口（TXD）接输入端二号口（RXD）3, ARM的串行口有几个，相应的寄存器是什么？答案：ARM 自带三个UART 端口，每个UART 通道都有16 字节的FIFO（先入先出寄存器）用于接受和发送。
串口通信实验一、实验内容实现查询方式串口的收发功能。
介绍来自串口的字符，并将接收到的字符发送到超级终端。
二、实验代码void Main(void){/* 配置系统时钟*/ChangeClockDivider(1,1); // 1:2:4ChangeMPllValue(0xa1,0x3,0x1); // FCLK=202.8MHz/* 初始化端口*/Port_Init();/* 初始化串口*/Uart_Init(0,115200);Uart_Select(0);/* 打印提示信息*/PRINTF("\n---UART测试程序---\n");PRINTF("\n请将UART0与PC串口进行连接，然后启动超级终端程序(115200, 8, N, 1)\n");PRINTF("\n从现在开始您从超级中断发送的字符将被回显在超级终端上\n");/* 开始回环测试*/while(1){unsigned char ch = 'a';ch = Uart_Getch();Uart_SendByte(ch);if(ch == 0x0d)Uart_SendByte(0x0a);}}三、实验结果及分析1.成功运行程序后，建立一个超级终端，然后在”Debug”中依次选择”Remote Connect”, “Download “之后，会出现如图1-1所示。
图1-12.然后在”Debug”中选择”Go”之后，超级终端(已在超级终端上输入字符串)会出现如图1-2所示的界面。
图1-2四、实验体会简述串行接口的工作原理以及串行接口的优缺点。
答:当两台数字设备之间的传输距离较远时，数据往往以串行方式传输。
串行通信的数据时一位一位地进行传输的，在传输中每一位数据都占据一个固定的时间长度。
串行接口具有传输线少、成本低等优点，特别适合远距离传送。
但是如果传送的数据比较多时，传输的速度就比较慢了。
文理学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：通信工程11101班学号（2位）学生：石春波指导教师：王丽娟完成时间：2014年6月5日报告成绩：文理学院制嵌入式Linux 系统的串口通信研究嵌入式是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
随着嵌入式系统的发展和大规模应用，为了提升系统的整体性能，必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。
在实际开发应用中，串口通信是不可缺少的部分。
目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。
本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。
通过与计算机串口间的接，实现在ARM 平台上，传输速率115200bps，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，实现监测。
与外部设备通信的基本功能。
关键字：嵌入式系统，串口通信，Linux系统前言------------------------------------------------------------------------------------------ - 3-一、串口通信概述 ------------------------------------------------------------------ - 4 -1.1 串口通信的原理 ----------------------------------------------------------- - 4 -1.2 串口通信的开发工具---------------------------------------------------- - 4 -1.2.1 2410F硬件平台简介------------------------------------------------- - 5 - 1.2.2 ARM简介------------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2.3 Linux系统简介------------------------------------------------------- - 6 -1.3 串口通信的基本任务---------------------------------------------------- - 7 -二、系统分析---------------------------------------------------------------------------- - 8-2.1 RS-232C标准--------------------------------------------------------------- - 8 -2.2 系统硬件结构原理------------------------------------------------------- - 15 -三、串口驱动程序设计 --------------------------------------------------------- - 16 -3.1 串口操作需要的头文件 ----------------------------------------------- - 16 -3.2 打开串口---------------------------------------------------------------------- - 16 -3.3 串口设置---------------------------------------------------------------------- - 17 -3.4 串口读写---------------------------------------------------------------------- - 19 -3.5 关闭串口---------------------------------------------------------------------- - 21 -四、总结---------------------------------------------------------------------------------- - 22 - 参考文献---------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 附录-------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -前言串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
在嵌入式应用中，使用RTOS的主要原因是为了提高系统的可靠性，其次是提高开发效率、缩短开发周期。
μC／OS-II是一个占先式实时多任务内核，使用对象是嵌入式系统，对源代码适当裁减，很容易移植到8~32位不同框架的微处理器上。
但μC／OS-II仅是一个实时内核，它不像其他实时操作系统(如嵌入式Linux)那样提供给用户一些API函数接口。
在μC／OS-II实时内核下，对外设的访问接口没有统一完善，有很多工作需要用户自己去完成。
串口通信是单片机测控系统的重要组成部分，异步串行口是一个比较简单又很具代表性的中断驱动外设。
本文以单片机中的串口为例，介绍μC／OS—II下编写中断服务程序以及外设驅动程序的一般思路。
1 μC／OS-II的中断处理及51系列单片机中断系统分析μC／OS-II中断服务程序(ISR)一般用汇编语言编写。
以下是中断服务程序的步骤。
保存全部CPU寄存器；调用OSIntEnter()或OSIntNesting(全局变量)直接加1；执行用户代码做中断服务；调用0SIntExit()；恢复所有CPU寄存器；执行中断返回指令。
μC／OS-II提供两个ISR与内核接口函数；OSIntEnter（）和OSIntExit（）。
OSIntEnter（）通知μC／OS—II核，中断服务程序开始了。
事实上，此函数做的工作是把一个全局变量OSIntNesting加1，此中断嵌套计数器可以确保所有中断处理完成后再做任务调度。
另一个接口函数OSIntExit（）则通知内核，中断服务已结束。
根据相应情况，退回被中断点（可能是一个任务或者是被嵌套的中断服务程序）或由内核作任务调度。
用户编写的ISR必须被安装到某一位置，以便中断发生后，CPU根据相应的中断号运行准确的服务程序。
许多实时操作系统都提供了安装和卸载中断服务程序的API接口函数，但μC／OS—II内核没有提供类似的接口函数，需要用户在对CPU的移植中自己实现。
嵌入式串口通信的设计嵌入式串口通信是指通过串行通信接口实现嵌入式系统之间的数据通信。
串口通信具有简单、可靠、低成本等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将从硬件设计、通信协议和软件设计三个方面介绍嵌入式串口通信的设计。
一、硬件设计在嵌入式串口通信中，硬件设计主要包括串口控制芯片的选择和电路设计。
1.串口控制芯片的选择串口控制芯片是嵌入式系统与外部设备进行串口通信的关键组件。
常用的串口控制芯片有UART、USART、USB转串口控制芯片等。
选择合适的串口控制芯片需要考虑其通信速率、接口类型、电压等级等因素。
一般情况下，选择具有较高通信速率和较低功耗的串口控制芯片。
2.电路设计串口控制芯片的外围电路主要包括电压转换器、电流限制电路、时钟电路、电源电路等。
电压转换器用于将电压电平转换成串口控制芯片所需的电压电平；电流限制电路用于对串行数据线进行电流限制，防止产生过大的电流；时钟电路用于提供串口通信的时钟信号；电源电路则为串口控制芯片和串口通信设备提供稳定的电源。
连接串口通信的设备的电路则根据设备的需求来设计，如何接受和处理来自串口的数据和如何将数据发送给串口等。
二、通信协议通信协议是指嵌入式系统之间进行串口通信时所遵循的规则和格式。
通信协议的设计需要考虑数据的传输速率、通信格式、校验位、数据位和停止位等因素。
1.数据传输速率2.通信格式通信格式包括起始位、数据位、校验位和停止位。
起始位用于表示数据传输开始的边界，一般为逻辑0；数据位表示每个数据字节中包含的位数，常见的数据位有5、6、7、8个；校验位用于验证数据的正确性，常见的校验位有奇校验和偶校验；停止位用于表示数据传输结束的边界，一般为逻辑13.数据位和停止位数据位和停止位的选择与传输数据的类型有关。
一般情况下，选择8个数据位和1个停止位。
4.校验位校验位的选择取决于对数据的可靠性要求。
奇校验要求数据中的二进制1的个数为奇数，偶校验要求数据中的二进制1的个数为偶数。
嵌入式系统中的通信协议与接口设计随着科技的发展，嵌入式系统的应用领域越来越广泛。
火车信号控制系统、智能家居控制系统、医疗设备等众多应用场景中，嵌入式系统发挥着重要作用。
其中，通信协议和接口设计是嵌入式系统中不可或缺的部分。
一、嵌入式系统中的通信协议通信协议是指不同设备之间进行通信时所必须遵循的规则和约定。
嵌入式系统中的通信协议有很多种，比如SPI、I2C、UART、CAN等。
不同的通信协议有着不同的应用场景和优缺点。
接下来，我们来分别介绍一下这些通信协议。
1. SPI协议SPI全称为Serial Peripheral Interface，即串行外围设备接口。
SPI协议是一种面向字节的、同步的串行通信协议，它能够支持点对点以及多点连接，速率可以达到几百Mbps。
SPI协议通常用于短距离高速数据传输，如Flash存储器、数字信号处理器、物联网设备等。
2. I2C协议I2C全称为Inter-Integrated Circuit，即集成电路之间的串行通信总线。
I2C协议是一种面向字节的、同步的串行通信协议，能够支持点对点以及多点连接，速率可以达到几百kbps。
I2C协议通常用于连接芯片之间，如传感器、EEPROM、实时时钟等。
3. UART协议UART全称为Universal Asynchronous Receiver Transmitter，即通用异步收发器。
UART协议是一种面向字节的、异步的串行通信协议，只能支持点对点连接，速率可以达到几Mbps。
UART协议通常用于串口设备之间的通信，如GPS模块、蓝牙模块、GSM模块等。
4. CAN协议CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网。
CAN协议是一种面向消息的、异步的串行通信协议，能够支持多点连接，速率可以达到几百kbps。
CAN协议通常用于汽车电子、工业自动化、装备制造等领域。
二、嵌入式系统中的接口设计嵌入式系统中的接口设计是指系统内部模块之间或者系统与外部设备之间的数据交换接口。
嵌入式课程设计--_串口通信摘要 (2)1、绪论 (2)1.1目的和意义 (2)1.2设计内容 (2)2、设计方案 (3)2.1方案选择 (3)2.1.1S3C2410X 串行通讯（UART）单元 (3)2.1.2 波特率的产生 (3)2.1.3 UART 通信操作 (4)2.1.4 UART 控制寄存器 (4)2.1.5 RS232 接口电路 (5)3、硬件设计 (6)3.1Embest EduKit-III 实验平台 (6)3.2ULINK2 仿真器套件，PC 机 (6)4、软件设计 (6)4.2程序流程图设计 (7)4.3调试运行结果 (7)5、总结与体会 (8)参考文献 (9)摘要为了掌握嵌入式技术，就应该学习以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。
本设计采用ARM原理和C语言程序设计的，设置S3C2410X 处理器 UART 相关控制寄存器和ARM 处理器系统硬件电路中UART 接口，利用Embest EduKit-III 实验平台实现S3C2410X处理器和PC机的结合。
关键字：Embest EduKit-III 实验平台；S3C2410X 串行通讯（UART）单元；UART 控制寄存器；串口通信1、绪论1.1目的和意义串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。
在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。
为了顺应当今世界技术革新的潮流，了解、学习和掌握嵌入式技术，就必然要学习和掌握以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。
1.2设计内容本设计采用Embest EduKit-III 实验平台实现，通过EmbestIDE Pro for ARM 软件编写程序，仿真调试。
嵌入式系统的通信接口设计与应用嵌入式系统的通信接口设计与应用是指在嵌入式系统中，设计并应用各种通信接口，以实现系统与外部设备之间的数据交换与通信。
通信接口是嵌入式系统中与外界进行数据传输的纽带，它负责将系统内部的数据格式转换为外部设备所需的数据格式，并通过各种通信协议与外部设备进行数据交互。
在嵌入式系统中，通信接口的设计与应用具有重要的意义。
首先，通信接口的设计需要考虑系统的实际需求，包括数据传输速率、延迟、可靠性等方面的要求。
其次，通信接口的应用需要根据具体的外部设备进行适配，确保系统与外部设备能够正常地进行数据传输与通信。
同时，通信接口的设计还需要考虑系统的可扩展性与兼容性，以便在系统升级或替换外部设备时能够方便地进行接口的切换与适配。
嵌入式系统中常用的通信接口有串口、并口、USB、以太网、SPI、I2C等。
不同的通信接口适用于不同的应用场景和外部设备。
下面将对几种常见的通信接口进行介绍。
首先是串口（UART），串口是一种常见的通信接口，其特点是简单、可靠、成本低。
串口通信在嵌入式系统中广泛应用于与外部设备进行简单的数据传输与通信。
其工作原理是通过将数据按比特位串行方式传输，通信速率通常为几十到几百万波特率。
串口通信使用较少的引脚，适用于资源受限的嵌入式系统。
其次是并口（Parallel Port），并口是一种传统的并行通信接口。
它可以同时传输多个比特数据，因此数据传输速度快，但需要较多的引脚。
并口通常用于与打印机、显示器等外部设备进行数据传输与通信。
USB（Universal Serial Bus）是目前应用最广泛的通信接口之一。
它具有插拔方便、传输速度快、灵活性高等优点。
USB通信接口支持热插拔，能够实现设备的即插即用。
USB通信接口适用于连接外部设备，如键盘、鼠标、摄像头、打印机等，实现数据传输与通信。
以太网（Ethernet）是用于局域网中计算机之间通信的一种通信接口。
以太网通信接口使用双绞线实现数据传输，传输速率高达几百兆甚至几千兆。
湖南文理学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：通信工程11101班学号（2位）学生姓名：石春波指导教师：王丽娟完成时间：2014年6月5日报告成绩：湖南文理学院制嵌入式Linux 系统的串口通信研究摘要嵌入式是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
随着嵌入式系统的发展和大规模应用，为了提升系统的整体性能，必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。
在实际开发应用中，串口通信是不可缺少的部分。
目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。
本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。
通过与计算机串口间的接，实现在ARM 平台上，传输速率115200bps，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，实现监测。
与外部设备通信的基本功能。
关键字：嵌入式系统，串口通信，Linux系统目录前言------------------------------------------------------------------------------------------------ - 3-一、串口通信概述 ----------------------------------------------------------------------- - 4 -1.1 串口通信的原理 ----------------------------------------------------------------- - 4 -1.2 串口通信的开发工具 -------------------------------------------------------- - 4 -1.2.1 2410F硬件平台简介------------------------------------------------------- - 5 -1.2.2 ARM简介------------------------------------------------------------------ - 5 -1.2.3 Linux系统简介------------------------------------------------------- - 6 -1.3 串口通信的基本任务 -------------------------------------------------------- - 7 -二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 8-2.1 RS-232C标准--------------------------------------------------------------- - 8 -2.2 系统硬件结构原理------------------------------------------------------- - 15 -三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------- - 16 -3.1 串口操作需要的头文件 --------------------------------------------------- - 16 -3.2 打开串口--------------------------------------------------------------------------- - 16 -3.3 串口设置--------------------------------------------------------------------------- - 17 -3.4 串口读写--------------------------------------------------------------------------- - 19 -3.5 关闭串口--------------------------------------------------------------------------- - 21 -四、总结 -------------------------------------------------------------------------------------- - 22 - 参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 附录 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 24 -前言串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。
嵌入式系统的硬件平台构架、实时嵌入式操作系统的移植，为今后嵌入式系统的后继开发提供了一个嵌入式平台。
基于嵌入式系统设计原理的嵌入式开发平台的设计的总体方案，从硬件和软件两个方面讲述了嵌入式系统的设计思想和方法，及其可行性的论证。
嵌入式系统硬件平台的设计与调试，着重叙述了硬件平台的整体设计方案，包括各个设计模块的选型与接口电路的设计。
随着世界科技水平的发展，嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
随着嵌入式系统软硬件技术的飞速发展，其应用领域必将更为广阔，嵌入式系统的研究将会有非常广泛的前景。
本课题既可以使电子专业学生对ARM920T的嵌入式串口通信系统的实际应用有深入的了解，更重要的是培养了我们的软硬件动手能力，是我们所学专业知识、理论、技能和培养学生独立完成基本科研任务能力的一个综合检验，具有一定的效果和意义。
一、串口通信概述所谓串口通信，是指外设和计算机间使用一根数据信号线（另外需要地线），数据在一根数据信号线上一位一位进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。
串口传输是二进制代码序列在一条信道上以位（元码）为单位，按时间顺序且按位传输的通信方式。
串行传输时，发送端按位发送，接收端按位接受，同时还要对所传输的位加以确认，所以收发双方要采取同步措施，否则接受端将不能正确区分出所传输的数据。
串口通信不但能实现计算机与嵌入式开发板之间的数据传输，而且还能实现计算机对嵌入式开发板的控制。
若采用普通单片机,对外部设备的访问就需要利用复杂的汇编语言进行编程或者使用C 51 自己编写设备的初始化以及读写访问程序,这样的过程不仅复杂,而且不利于大规模的开发和设计。
ARM 与8051 等普通单片机相比,具有开发简单、灵活,而且性能稳定、功能易于扩展等一系列优势,因而在汽车电子、手持设备、无线领域和航空航天等嵌入式系统中得到广泛的应用。
将Linux 移植到ARM 嵌入式处理器后,可以利用操作系统中提供的系统调用把串口及其他外设当成普通文件进行操作,读写方便,因此进行相应开发可以提高系统编程效率,而且还可以简化调试的复杂程度。
1.1 串口通信的原理串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。
当数从CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。
在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。
串口是系统资源的一部分,应用程序要使用串口进行通信,必须在使用之前向操作系统提出申请要求(打开串口),通信完成后必须释放资源(关闭串口)。
1.2 串口通信的开发工具本次开发采用的硬件平台是ARM920T处理器的2410F，开发系统平台是Lin ux系统。
1.2.1 2410F硬件平台简介2410F 是基于三星ARM9 嵌入式处理器S3C2410 处理器的一款开发平台，“F”指基于2410 的第六代开发套件。
系统运行在202M 的主2410F 是基于三星ARM9 嵌入式处理器S3C2410 处理器频下发挥出色的性能。
可以完成MP3，MPG，VOIP 等工作。
2410 资源丰富适合ARM 处理器的初学者学习使用。
2410F 上面使用的核心模块体积小资源丰富，IO 充足还可以应用在二次开发的产品当中。
这款设备主要包括核心板与底板两个部分，核心板采用6 层PCB 设计、底板采用2 层PCB 板设计，核心器件是基于目前业内主流使用的SAMSUNG ARM9S3C2410 处理器，主频202MHz，配套的存储器，网卡等设备；底板主要是各类型的接口。
S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。
该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。
S3C2410处理器最高可运行在203MHz。
它是基于ARM920T 内核的16/32 位RISC 处理器, 主要应用于嵌入式系统中。
S3C2410 拥有强大的数据处理能力,又有着低成本,低功耗等优点,在各种手持及移动设备上的应用越来越广泛,基于其平台的程序功能也越来越复杂。
于是,在其平台上架构多线程的操作系统已成为越来越多系统设计者的诉求, 本文介绍多线程在S3C2410 上的具体实现过程。
1.2.2 ARM简介ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
1991 年ARM 公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。
目前，采用ARM 技术知识产权(IP)核的微处理器，即通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统、军用系统等各类产品市场，基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32 位RISC 微处理器70％以上的市场份额，ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
