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\"详细指南:串口驱动编程与电路图设计步骤\"

串口通信是一种基础的传输方式,其原理是通过串口按位发送和接收字节来实现信息的传递。尽管这种通信方式在速度上不及并行通信,但它拥有独特的优势:能在单根线上实现双向通信,且适合远距离的数据传输。比如,与IEEE488所定义的并行通信相比,串口通信的连线长度可以达到1200米,远超前者20米的限制。
在串口通信中,常用的通信协议是RS-232。这种协议规定了最简单的三线连接方式:发送线(Tx)、接收线(Rx)和地线。为了确保数据传输的正确性,通信双方必须使用相同的波特率。RS-232标准广泛应用于多种设备连接,如鼠标、打印机以及工业仪器仪表等。随着技术的进步,实际应用中的RS-232传输长度和速度经常超出标准规定的范围。
串口通信的基本模型包含了几个核心组件:发送端(TXD)、接收端(RXD)以及地线(GND)。这些组件共同协作,确保数据的有效传递。
配置串口通信的流程与设置其他外围设备类似,主要步骤包括:查看电路图以配置GPIO功能引脚,设定串口控制器的相关寄存器,并进行接收与发送功能的测试。下面,我们将以com0为例,详细解释这一过程。
首先,需要参照电路图来识别并配置相应的GPIO功能引脚。完成这一步后,我们将得到串口工作的整体模式图,这张图对于我们理解串口的工作原理至关重要。
接下来,就是配置串口控制器的寄存器。这里有几个关键的寄存器需要设置:ULCON0用于数据格式控制,如数据位、停止位和校验位的配置;UCON0是串口控制开关;UTXH0和URXH0分别用于发送和接收数据;UTRSTAT0则用于监测数据收发状态。
此外,还需要设置UBRDIV0和UFRACVAL0寄存器,这两个寄存器用于配置波特率。波特率是衡量串口通信速度的重要参数,它决定了每秒钟传送多少位数据。计算波特率需要知道uart的时钟频率,根据公式计算出UBRDIV0和UFRACVAL0的值。
通过上述步骤,我们就能成功配置串口通信,实现数据的有效传输。串口通信虽然是一种传统的通信方式,但其稳定可靠的特点使其在现代电子设备中仍占有不可替代的地位。

1、串口通信简介

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串口通信指串口按位(bit)发送和接收字节,串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线 接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时,规定设备线总长不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2 米;而对于串口而言,长度可达1200米。

串口通信所采用的通信协议为RS-232,RS-232通信方式允许简单连接三线:Tx、Rx和地线。但是对于数据传输,双方必须对数据定时采用使用相同的波特率。RS-232(ANSI/EIA-232标准)是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途,比如连接鼠标、打印机或者Modem,同时也 可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进,实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。

2、串口的通信基本模型如下图所示:

TXD:发送数据

RXD:接收数据

GND:地线

串口驱动跟其他外设的驱动配置流程差不多,大概分为如下几步:

(1)查看电路图,配置相应的gpio功能引脚

(2)配置串口控制器的相应寄存器

(3)测试串口接收、发送

今天用的是第一个串口com0,下面是电路图:

找到相应的gpio功能引脚

下面是串口工作的整个模式图:

串口驱动

下面是串口控制器相应的寄存器:

今天我们实验用到的几个主要的寄存器是:

ULCON0:数据格式控制寄存器(配置数据位,停止位,校验位等);

UCON0:串口控制开关

UTXH0:发送数据

URXH0:接收数据

UTRSTAT0:数据收发状态寄存器

UBRDIV0,UFRACVAL0:配置波特率的

下面是uart所需要的工作得时钟频率,以及比特率计算公式

经过计算uart所采用的SCLK_UART为100M

UBRDIV0=(100000000)/(115200 x16) - 1 = 53.3=53=0x35;

UFRACVAL0= 4;

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