UART实验报告.docx
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UART实验报告.docx
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UART实验报告
实验四uart串口通信学院:
研究生院学号:
**********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
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_arith.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityuartis
port(clk:
instd_logic;--系统时钟
rst_n:
instd_logic;--复位信号
rs232_rx:
instd_logic;--rs232接收数据信号;rs232_tx:
outstd_logic--rs232发送数据信号;);enduart;
architecturebehavofuartis
rs232_rx:
instd_logic;--rs232接收数据信号clk_bps:
instd_logic;--此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点
bps_start:
outstd_logic;--接收到数据后,波特率时钟启动置位
rx_data:
outstd_logic_vector(7downto0);--接收数据寄存器,保存直至下一个数据来到
rx_int:
outstd_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);
bps_start:
instd_logic--接收数据后,波特率时钟启动信号置位);
bps_start:
outstd_logic;--接收到数据后,波特率时钟启动置位
rx_data:
instd_logic_vector(7downto0);--接收数据寄存器,保存直至下一个数据来到
rx_int:
instd_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);
signalbps_start_1:
std_logic;
signalbps_start_2:
std_logic;
signalclk_bps_1:
std_logic;
signalclk_bps_2:
std_logic;
signalrx_data:
std_logic_vector(7downto0);
signalrx_int:
std_logic;
begin
rx_top:
uart_rxportmap(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_selectportmap(clk=>clk,
rst_n=>rst_n,
clk_bps=>clk_bps_1,
bps_start=>bps_start_1
);
tx_top:
uart_txportmap(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_selectportmap(clk=>clk,
rst_n=>rst_n,
clk_bps=>clk_bps_2,
bps_start=>bps_start_2
);
endbehav;
--------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------3个子模块---------------------------------------------
---------------------------------异步接收模块-------------------------------------------
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityuart_rxis
port(clk:
instd_logic;--系统时钟
rst_n:
instd_logic;--复位信号
rs232_rx:
instd_logic;--rs232接收数据信号clk_bps:
instd_logic;--此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点
bps_start:
outstd_logic;--接收到数据后,波特率时钟启动置位
rx_data:
outstd_logic_vector(7downto0);--接收数据寄存器,保存直至下一个数据来到
rx_int:
outstd_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);enduart_rx;
architecturebehavofuart_rxis
signalrs232_rx0:
std_logic;
signalrs232_rx1:
std_logic;
signalrs232_rx2:
std_logic;
signalrs232_rx3:
std_logic;
signalneg_rs232_rx:
std_logic;
signalbps_start_r:
std_logic;
signalnum:
integer;
signalrx_data_r:
std_logic_vector(7downto0);--串口接收数据寄存器,保存直至下一个数据到来
begin
process(clk,rst_n)
begin
if(rst_n=0)then
rs232_rx0<=0;
rs232_rx1<=0;
rs232_rx2<=0;
rs232_rx3<=0;
else
if(rising_edge(clk))then
rs232_rx0<=rs232_rx;
rs232_rx1<=rs232_rx0;
rs232_rx2<=rs232_rx1;
rs232_rx3<=rs232_rx2;
endif;
endif;
neg_rs232_rx<=rs232_rx3andrs232_rx2andnot(rs232_rx1)andnot(rs232_rx0);
endprocess;
process(clk,rst_n)
begin
if(rst_n=0)then
bps_start_r<=0;
rx_int<=0;
else
if(rising_edge(clk))then
if(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
elseif((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
endif;
endif;
endif;
endif;
bps_start<=bps_start_r;
endprocess;
process(clk,rst_n)
begin
if(rst_n=0)then
rx_data_r<=00000000;
rx_data<=00000000;
num<=0;
else
if(rising_edge(clk))then
if(clk_bps=1)then
num<=num+1;
casenumis篇二:
armuart实验报告
题目:
一.实验目的
通过实验,掌握uart查询1方式程序的设计
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,ads1.2集成开发环境。
?
easyarm工具软件。
三.实验内容
四.实验步骤
启动ads1.2,使用armexecutableimageforlpc2131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debuginram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。
⑥选择【project】->【debug】,启动axd进行jtag仿真调试。
⑦全速运行程序,在pc机上的easyarm软件发送如"helloeasyarm2131!
"字样的字符串,easyarm2131开发板接收到数据后,并将接收到的数据回发给pc机
五.程序#include"config.h"
#defineuart_bps115200
/****************************************************************************
*名称:
delayns()
*功能:
长软件延时
*入口参数:
dly
*出口参数:
无
****************************************************************************/
voiddelayns(uint32dly)
{
uint32i;
for(;dly>0;dly--)
for(i=0;i<5000;i++);
}
/*********************************************************************************
**函数名称:
uart0_init()
**函数功能:
串口初始化,设置为8位数据位,1位停止位,无奇偶校验,波特率为115200
**入口参数:
无
**出口参数:
无
*********************************************************************************/
voiduart0_init(void)
{
}u0lcr=0x83;u0dlm=fdiv/256;u0dll=fdiv%256;u0lcr=0x03;//dlab=1,允许设置波特率//设置波特率fdiv=(fpclk/16)/uart_bps;uint16fdiv;延时参数,值越大,延时越久//串口通信波特率
/*********************************************************************************
**函数名称:
uart0_getbyte()
**函数功能:
从串口接收1字节数据,使用查询方式接收
**入口参数:
无
**出口参数:
接收到的数据
**********************************************************************/
uint8uart0_getbyte(void)
{
}
/*********************************************************************************
**函数名称:
uart0_getstr()
**函数功能:
从串口接收
**入口参数:
s
n
**出口参数:
无
**********************************************************************/
voiduart0_getstr(uint8*s,uint32n)
{
}
/*********************************************************************************
**函数名称:
uart0_sendbyte()
**函数功能:
向串口发送字节数据
**入口参数:
dat
**出口参数:
无
**********************************************************************/
voiduart0_sendbyte(uint8dat)
{
}
/*********************************************************************************
**函数名称:
uart0_sendstr()
**函数功能:
向串口发送一字符串
**入口参数:
str要发送的字符串的指针u0thr=dat;//写入数据//等待数据发送完毕while((u0lsr&0x40)==0);要发送的数据for(;n>0;n--)*s++=uart0_getbyte();指向接收数据数组的指针接收的个数uint8rcv_dat;while((u0lsr%0x01)==0);rcv_dat=u0rbr;return(rcv_dat);//等待接收标志置位
**出口参数:
无
**********************************************************************/
voiduart0_sendstr(uint8const*str)
{
}
/****************************************************************************
*名称:
main()
*功能:
从串口uart0接收字符串"helloeasyarm2131!
",并发送回上位机显示
*说明:
需要pc串口显示终端软件,如easyarm.exe。
****************************************************************************/
intmain(void)
{
uint8snd[32];
pinsel0=0x00000005;
}while
(1);return(0);uart0_init();uart0_getstr(snd,18);delayns(10);uart0_sendstr(snd);delayns(10);//向串口发送字符串//从串口接收字符串//设置i/o连接到uart0//串口初始化while
(1){}if(*str==?
\0?
)break;//遇到结束符,退出uart0_sendbyte(*str++);//发送数据
六.实验心得体会
通过本次实验对lpc2131的uart有了进一步的认识和了解,在使用ads的编程过程中对j-tag调试中出现的一些错误积累了一些经验,对于串口编程和通信的实践操作有了很大的提高,总之实验使我收获很大,感谢学校给我这样的实验环境!
篇三:
uart实验报告
嵌入式实验四实验报告
3.4基于uart的加法器的实现
一、实验目的
学习lm3s9b92的串口通信
学习应用超级终端调试串口
学会应用uart有关的库函数
二、实验设备
计算机、lm3s9b92开发板、usba型公口转minib型5pin数据线1条
三、实验原理
stellaris系列arm的uart具有完全可编程、16c550型串行接口的特性。
stellaris系列arm含有2至3个uart模块。
四、实验要求
采用超级终端作为外部输入与输出的接口,实现多位数的相加。
即通过uart串口分别输入需要相加的多位数a与b,最后把a和b两个多位数相加的过程和结果,回显给用户。
具体实现方法:
既可以采用轮询的方式也可以应用中断。
五、实验步骤
1、连接实验设备:
使用usbminib线缆的mini端与开发板icdi口相连,另一端接到pc机的usb插口上。
2、根据实验要求编写、调试、运行程序。
并要求在代码上附上相关的注释。
#include<string.h>
#includeinc/hw_ints.h
#includeinc/hw_memmap.h
#includeinc/hw_types.h
#includedriverlib/debug.h
#includedriverlib/gpio.h
#includedriverlib/interrupt.h
#includedriverlib/sysctl.h
#includedriverlib/uart.h
#includegrlib/grlib.h
#includedrivers/kitronix320x240x16_ssd2119_8bit.h
#includedrivers/set_pinout.h
#includesysteminit.h
voiduartinit(void)
{
sysctlperienable(sysctl_periph_uart0);//使能uart模块
sysctlperienable(sysctl_periph_gpioa);//使能rx/tx所在的gpio端口gpiopintypeuart(gpio_porta_base,//配置rx/tx所在管脚为
gpio_pin_0|gpio_pin_1);//uart收发功能
uartconfigset(uart0_base,//配置uart端口
9600,//波特率:
9600
uart_config_wlen_8|//数据位:
8
uart_config_stop_one|//停止位:
1
uart_config_par_none);//校验位:
无
uartenable(uart0_base);//使能uart端口
}
voiduartputs(constchar*s)
{
while(*s!
=\0)
{
uartcharput(uart0_base,*(s++));
}
}
main(void
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