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。