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  • UART串口通信

    2018-08-30 15:18:53
    简单的UART串口通信代码演示,以及怎么实现串口通信的简单讲解
  • uart串口通信

    2018-04-19 22:54:45
    uart串口通信的Verilog代码实现,基于Vivado平台,可以联合Modelsim进行软件仿真,同时也可以在Source文件夹下查看源码进行别的平台实现
  • 它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换,将发送时将并行数据转换成串行数据来传输,在接收时将串行数据转换成并行数据,UART串口通信属于全双工通信。01UART关键参数与时序图UART通信在使用前需要对其...

    通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver / Transmitter,UART)是一种异步收发传输器。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换,将发送时将并行数据转换成串行数据来传输,在接收时将串行数据转换成并行数据,UART串口通信属于全双工通信。

    01

    UART关键参数与时序图

    UART通信在使用前需要对其参数进行设置,比如波特率大小、数据位数、奇偶校验类型和停止位,一般奇偶校验不使用。

    波特率(Baud):波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数。常用的波特率有1200、2400、9600、19200、115200等。在使用时要求通信两端使用相同的波特率进行发送和接收。

    数据位数(Data Bits):数据位数表示从传输开始到传输结束发送的数据的位数。默认的是8位,该参数可选择为5、6、7、8。

    停止位(Stop Bits):在每个字节(8位)传输完成之后便发送停止位,标志一次数据的传输完成。停止位默认是1位,该参数可选择1、1.5、2。

    传输一个完整的字节需要1位起始位、8位数据位、1位停止位,总共需要10位数据,传输10位数据就需要11个波特率时钟脉冲,第一个脉冲标记一次传输的起始位,第11个脉冲标记一次传输的停止位。

    UART串口发送一字节的时序图如下所示:

    5a974023f4771938dfa206429c6a83db.png

    如上图所示为串口传输信息时的时序图,BPS_CLK为波特率时钟信号,当BPS_CLK的第一个上升沿到来时,字节发送Tx开始发送起始位,接下来BPS_CLK的2~9个上升沿发送8位数据位,第10个上升沿到第11个上升沿发送停止位。

    基于以上原理,要实现的串口发送模块整体框图其接口定义如下所示:

    17fba835010a59a91bca525044ed2f1b.png

    clk:50MHz时钟信号;

    rst:复位信号;

    baud_set:波特率设置信号;

    send_en:发送使能信号;

    data_byte:8位传输数据位;

    tx:信号输出端口;

    tx_done:1字节发送结束标志位;

    uart_state:发送转态标志位,为1时处于发送转态。

    其中波特率作为UART通信中的重要参数之一,对于波特率时钟的生成可以根据计数器的计数值与波特率之间的关系来产生。系统时钟为50MHz的脉冲,其周期System_clk_period为20ns。

    f7c8507f4c305d4ee32e4e975a9e5634.png

    02

    UART_Tx数据的发送

    608fb82194a6f8b5539c255d61a778da.png

    首先是波特率选择模块的设计,根据上表中这里包含5个波特率来进行设置,如需其他波特率可根据实际使用情况进行修改。

    6237675d363eccfef408eac6fc4fe1e8.png

    此处为计数器计数生成波特率时钟的程序,当uart_state为1时处于发送状态,这时计数器开始计数,当计数值达到波特率分频计数值bps_DR时便清零再次开始计数,以此循环。时钟脉冲信号bps_clk只在计数值div_cnt为1时为高电平其余时刻均为低电平,这样便生成了波特率时钟bps_clk。

    85a6c8d888fd5afbc61367dccae08e60.png

    上图为比特率时钟计数器的程序,因为没发送一个字节需要1个起始位、8个数据位和1个停止位,总共需要11个波特率时钟脉冲,此处便为计数11个波特率时钟脉冲。

    58275219e9bced914cc1bffc4f39f9bd.png

    此处为发送一字节结束标志,当bps_cnt的计数值达到11时,表示一个字节信息发送完毕,这时将标志位拉高。

    49c1fbaa6f774285ce232f86dd0f85a8.png

    使用输入信号send_en来控制发送状态信号,当输入信号send_en为1时将uart_state置1,这时开始发送数据,当计数值bps_cnt为11时表示一个字节发送完毕,于是便将uart_state置0,一次传输完毕。

    e939d51c17fea10b6295e31091a56405.png

    此处为了保证发送数据在时钟到来时处于稳定状态,采用数据寄存的形式。如上所示,将发送的数据data_byte寄存到r_data_byte中进行传输。

    bps_cnt为波特率脉冲的计数器,每计数11次一字节发送完成一次,bps_cnt为计数值1时发送起始位0,bps_cnt为计数值2~9时发送8位数据位,bps_cnt为10时发送停止位。其余时刻均输出高电平。

    仿真程序及仿真波形如下所示:

    8ef2f2e1593905e944c3cd8a7c491566.pngf0b14aaca55098cd83e4a24dbb115a47.png

    其仿真波形如图所示,在仿真程序中首先给data_byte数据位8’b11001010;在仿真波形中,当send_en使能端为1时,数据位data_byte将数据寄存到r_data_byte中,div_cnt开始计数同时开始生成波特率时钟bps_clk,然后bps_cnt开始计数,在bps_cnt计数的同时发送端口rs232_tx也开始发送数据,rs232_tx为低时为发送“0”,为高时发送“1”。另外图中可见当rs232_tx发送完最后一个停止位(高电平)后,标志位tx_done产生了一个尖脉冲,那一瞬间的高电平标记着一个字节的传输完成。

    03

    UART_Rx数据的接收

    UART串口的接收时序图如下所示:

    54dbb4924ffacaf9db6c0156f8785b66.png

    串口接收时序与发送时序一样,只是采集点一般情况下认为每一组数据的中间区间点为最稳定的状态。因此将每一位数据平均分成16小段,如上图下方Bit_x所示,采集时采集中间部分6、7、8、9、10、11这6个点,对采集的6个点求高低电平发生的概率,取出现次数多的电平作为采样结果。例如采样的6次结果分别为1、1、0、1、1、0,则取电平结果为1;若0出现的次数多则取电平结果为0;若1和0出现的次数相等,则判断当前通信线路受到的干扰较大,本次数据不具有可靠性,本次不进行处理。

    根据以上原理,要实现的串口接收模块整体框图其接口定义如下所示:

    d9739350e399f135177670cbda653150.png

    clk:50MHz时钟信号;

    rst:复位信号;

    baud_set:波特率设置信号;

    rx:信号输入端口;

    rx_done:1字节接收结束标志位;

    uart_state:接收状态,处于1时为接收状态;

    data_byte:接收到的8位数据位。

    04

    UART_Rx接收程序

    bfd0fab826a16ee3ecdabaa02e4ac0af.png

    输入数据相对于系统时钟而言也属于异步信号,需要对其进行同步处理。tmp0_rs232_rx和tmp1_rs232_rx为两个数据寄存器,分别寄存上一时刻的信号和当前时刻的信号,nedge为下降沿信号检测,当上一时刻的信号为1(高电平)当前时刻的信号为0(低电平)时,则nedge置1为检测到下降沿,也即检测到起始位信号表示将要接收数据。

    f71683f65cbf107e507d730f8d965f30.png

    对于接收端的波特率设置,与发送端有一点不同,因为在接收端1位数据位、8位数据位以及1位停止位每一位都要采样16次,即总共需要采样160次,即波特率与计数值的对应关系如下表所示:

    1f7a01789da8c000cda3e582a5b71bd7.png

    其中System_clk_period为系统时钟周期20ns。

    ebeab0c762a470092468e8b71e453011.png

    此处的波特率时钟脉冲产生与接收端是一致的,当uart_state为1时处于接收状态,这时计数器开始计数,当计数值达到波特率分频计数值bps_DR时便清零再次开始计数,以此循环。时钟脉冲信号bps_clk只在计数值div_cnt为1时为高电平其余时刻均为低电平,这样便生成了波特率时钟bps_clk。

    1327512066d40a17feb611752de31234.png

    这里就和发送端不一样了,因为1位起始位、8位数据位和1位停止位,每一位采集16次,故总共要采集160次,所以这里的计数值bps_cnt在采集8'd159(该寄存器为8位,d表示十进制,159为[0-159])次后清零重新开始计数,或者在前12次采集中(起始位采集)起始位大于2了便判断起始位检测出错,对计数值进行清零等待下一次触发。以此循环。

    7f1b02238b4ba31c8b47140012ade9c8.png

    此处为接收完成标志位,当计数值达到159时表示一次接收结束,便将接收完成标志置1。

    e8172ece9fec1ffbd13c65d40d9e9051.pngfda781c3b2b643917ec4afc9bdababc5.png

    此处为数据接收部分程序,复位时将各部分清零,然后根据计数值bps_cnt使用状态机将接收到的数据依次写入r_data_byte寄存器中,关于r_data_byte的定义,后面的[7:0]表示r_data_byte为8位寄存器,前面的[2:0]表示寄存器r_data_byte中每一位可存储的大小为[0-7]。下面根据bps_cnt的状态机描述的是,对于每一位的中间部分采集6次并累加存储到相应的r_data_byte中。

    3bd4971a9d2cd34099891c6f63dda9ca.png

    这部分便是对于接收到的数据r_data_byte[n]进行判断,判断其数据的最高位,因为上述已经说明r_data_byte中的每一位r_data_byte[n]都是3位数据[2:0],下面举例说明,当r_data_byte[n]分别为二进制的3'b010、3'b011、3'b100、3'b101时,这几个数据分别对应十进制的2、3、4、5,可以发现当数据累加值小于等于3时,其数据最高位都为0,则可说明数据真实值为0;当数据累加值大于等于4时,其数据最高位都为1,则可说明数据真实值为1。

    因此本处的程序:

    data_byte[n] <= r_data_byte[n][2];其中n表示第几位数据,后面的[2]表示该为数据的最高位(例如,数据3'd100,该数据为[2:0]共3位,其中最前面的1是第“2”位,中间的0是第“1”位,后面的0是第“0”位),取该为数据的最高位赋值给data_byte[n]。

    接下来是看仿真现象,仿真程序与仿真现象如下所示:

    d36872ae91a2f90b8943b2f18940f71c.pnge336ae6e28f6fb19e4cb7961482f1024.pngd7775029bcb7926ffe1903c7deda3410.png

    根据仿真波形来看,当系统检测到起始位后,也就是接收端出现下降沿时触发nedge信号使其置1,与此同时uart_state接收状态标志位也置1,接收程序开始,rs232_rx开始接收数据,当rs232_rx数据接收结束之后,检测到停止位时,rx_done接收完成标志位会产生一个高脉冲表示接收完成。

    至此,UART的发送端和接收端介绍完毕。

    05

    Rx与Tx整合

    这里我们将Rx接收端接收到的数据通过Rx发送端再发送出去。

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    此处我们利用接收完成标志位来触发数据同步,当接收端数据接收完成后,接收完成标志位rx_done将置1,此时将接收到的数据寄存给发送数据位data_byte_tx。当数据寄存完成之后将标志信号tx_en置1过度一个周期,保证内部发送数据位的寄存全部完成,然后再置2触发发送使能信号send_en开始发送数据。

    然后仿真程序与仿真图如下所示,看一下效果:

    774e591a7f3819c63470bc110ad53eae.pngfa29c3b1bb3d968e9956352706838f33.png

    从图中可以看出,当接收端接收到起始信号后nedge置1,rs232_rx开始接收数据,当数据接收完成之后,rx_done标志位置1,此时接收到的数据data_byte_rx寄存给发送数据位data_byte_tx,数据同步之后使能发送端send_en,即开始发送数据。

    最后将程序下载到FPGA中测试视频如下所示:

    展开全文
  • 立题简介:内容:FPGA编写Verilog实现UART串口通信实验;来源:实际得出;作用:FPGA编写Verilog实现UART串口通信实验;仿真环境:Quartus II 11.0;日期:2019-04-03;=====================分割线================...

    立题简介:

    内容:FPGA编写Verilog实现UART串口通信实验;

    来源:实际得出;

    作用:FPGA编写Verilog实现UART串口通信实验;

    仿真环境:Quartus II 11.0;

    日期:2019-04-03;

    =====================分割线========================

    立题详解:

    本次介绍“使用编写Verilog实现串口通信实验”,使用“FPGA芯片”为“EP4CE6E22C8”,价格“15.00RMB/PCS”,“LEs数目”约为“6272”;

    本次介绍为“译码器电路”,代码实测可用,简介如下:

    i)、“开发环境”:环境为“Quartus II 11.0”;

    ii)、FPGA芯片:芯片为“EP4CE6E22C8”,价格约“15.00RMB/PCS”,“LEs数目”约为“6272”;

    iii)、“电路描述”:使用电路描述为“UART串口通信”;

    1、串口通信意义

    当前而言,“UART串口通信”已极为普遍,适用于现在的各个方面,其有效使用范围为“10m以内”且“速度不高”,但其使用方便、可扩展性,已成为大众所接受的标准通信协议之一;

    实际,在对“多机通信”或“上位机控制”时候,必定会涉及到“控制通信问题”,主要有2种方式:“串行通信”、“并行通信”;

    i)、“串行通信”:简要介绍为:数据为“逐位传输”、传输速度慢、所需IO口少、便于扩展;

    ii)、“并行通信”:简要介绍为:数据为“总线传输”、传输速度快、所需IO口多;

    此处,“UART串口通信”属于“低速、串行通信”的一种,其实际使用只需2根通信线,即“TX”、“RX”,附加一根“GND线”即可实现有效通信;

    PS:特别注意:“板级间”必须“共地”,即“GND必须连在一起”,否则无“公共基准电位”,其仍旧无法通信;

    2、串口通信实现

    本次,使用“Verilog语言”对“EP4CE6E22C8”进行代码编程,使其实现“UART串口通信”;但由于“通信协议代码较多”;

    参考网友的例程后,采用设计思路为:“模块化编程”、“实例化模块”进行代码架构管理;

    首先,添加“驱动代码”:工程架构图如下所示:

    27687b99ace75db858d8cbb892bca04c.png

    其中,文件夹“BSP_USART”下存放为“UART所需BSP文件”,如下图所示:

    b98a17645f5e9c1d3c91a0f3b8dfaac0.png

    此3个驱动文件,包含了“UART通信”所需的基本设置;

    主要为4部分设置:“波特率”、“数据位”、“校验位”、“停止位”设置,“流控”多设置为“NONE”;

    本次设置为“9600波特率”、“8bit数据位”、“1bit停止位”、“无奇偶检验位”;“流控”设置为“NONE”;

    内部设置图如下所示:

    966185ae19fe247f5fc63cff76d67fdd.png

    然后,编写“例化代码”:代码如下所示:

    module bsp_uart_Verilog(clk,rst_n,rs232_rx,rs232_tx);

    input clk; // 50MHz主时钟

    input rst_n; //低电平复位信号

    input rs232_rx; // RS232接收数据信号

    output rs232_tx;//RS232发送数据信号

    wire bps_start1,bps_start2;//接收到数据后,波特率时钟启动信号置位

    wire clk_bps1,clk_bps2; // clk_bps_r高电平为接收数据位的中间采样点,同时也作为发送数据的数据改变点

    wire[7:0] rx_data;//接收数据寄存器,保存直至下一个数据来到

    wire rx_int; //接收数据中断信号,接收到数据期间始终为高电平

    ///

    speed_select speed_rx(

    .clk(clk),//波特率选择模块

    .rst_n(rst_n),

    .bps_start(bps_start1),

    .clk_bps(clk_bps1)

    );

    my_uart_rx my_uart_rx(

    .clk(clk),//接收数据模块

    .rst_n(rst_n),

    .rs232_rx(rs232_rx),

    .rx_data(rx_data),

    .rx_int(rx_int),

    .clk_bps(clk_bps1),

    .bps_start(bps_start1)

    );

    ///

    speed_select speed_tx(

    .clk(clk),//波特率选择模块

    .rst_n(rst_n),

    .bps_start(bps_start2),

    .clk_bps(clk_bps2)

    );

    my_uart_tx my_uart_tx(

    .clk(clk),//发送数据模块

    .rst_n(rst_n),

    .rx_data(rx_data),

    .rx_int(rx_int),

    .rs232_tx(rs232_tx),

    .clk_bps(clk_bps2),

    .bps_start(bps_start2)

    );

    endmodule

    注意其中的“例化写法”:

    c685b42409a467b9aef94970fbbb0e62.png

    然后,编译工程并分配GPIO

    工程的RTL级如下所示:

    22459b7d5dec79fab80581c4a790a6a8.png

    引脚分配如下所示:

    d0e27e398be4e28cfa3cf8ae43a20350.png

    3、实际操作

    本次代码实现的是“串口接收数据”并同时将“接到到数据发送到PC端”,实操结果如下所示:

    175e6be328770b266277ab411cda6cea.png

    如上所示:通过“串口调试助手”发送“数据A5”到“FPGA”,“FPGA”接收到数据后将“数据A5”返还至“PC端”,达到实验效果;

    展开全文
  • UART串口通信程序

    2020-07-31 06:57:11
    本文给大家提供一个UART串口通信的实验程序。
  • 【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程四---UART串口通信详解

    万次阅读 多人点赞 2019-08-11 08:57:51
    今天我们学习STM32CubeMX串口的操作,以及HAL库串口的配置,我们会详细的讲解各个模块的使用和具体功能,并且基于HAL库实现Printf函数功能重定向,UART中断接收,本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解,使...

    前言: 

    今天我们学习STM32CubeMX串口的操作,以及HAL库串口的配置,我们会详细的讲解各个模块的使用和具体功能,并且基于HAL库实现Printf函数功能重定向,UART中断接收,本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解,使您可以更快速的学会各个模块的使用

     

    所用工具

    1、芯片: STM32F407ZET6

    2、STM32CubeMx软件

    3、IDE: MDK-Keil软件

    4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库 

    5、串口: 使用USART1 PA9,PA10

    知识概括:

    通过本篇博客您将学到:

    STM32CubeMX创建串口例程

    HAL库UATR函数库

    重定义printf函数

    HAL库,UART中断接收

    HAL库UATR接收与发送例程

    工程创建

     

    1设置RCC

    • 设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

    2设置串口

    • 1点击USATR1   
    • 2设置MODE为异步通信(Asynchronous)       
    • 3基础参数:波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无,停止位1      接收和发送都使能 
    • 4GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
    • 5 NVIC Settings 一栏使能接收中断

    3设置时钟

    我的是  外部晶振为8MHz 

    • 1选择外部时钟HSE 8MHz   
    • 2PLL锁相环倍频72倍
    • 3系统时钟来源选择为PLL
    • 4设置APB1分频器为 /2

    32的时钟树框图  如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细,超全面)》

     

    4项目文件设置

    • 1 设置项目名称
    • 2 设置存储路径
    • 3 选择所用IDE

    5创建工程文件

    然后点击GENERATE CODE  创建工程

    配置下载工具

    新建的工程所有配置都是默认的  我们需要自行选择下载模式,勾选上下载后复位运行

    HAL库UART函数库介绍

     

      UART结构体定义

    UART_HandleTypeDef huart1;

    UART的名称定义,这个结构体中存放了UART所有用到的功能,后面的别名就是我们所用的uart串口的别名,默认为huart1

    可以自行修改

    1、串口发送/接收函数

    • HAL_UART_Transmit();串口发送数据,使用超时管理机制 
    • HAL_UART_Receive();串口接收数据,使用超时管理机制
    • HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送  
    • HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
    • HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
    • HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收

    这几个函数的参数基本都是一样的,我们挑两个讲解一下

    串口发送数据:

    HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

    功能:串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成,则不再发送,返回超时标志(HAL_TIMEOUT)。

    参数:

    • UART_HandleTypeDef *huart      UATR的别名    如 :   UART_HandleTypeDef huart1;   别名就是huart1  
    • *pData      需要发送的数据 
    • Size    发送的字节数
    • Timeout   最大发送时间,发送数据超过该时间退出发送   
    举例:   HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)ZZX, 3, 0xffff);   //串口发送三个字节数据,最大传输时间0xffff

    中断接收数据:

    HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

    功能:串口中断接收,以中断方式接收指定长度数据。
    大致过程是,设置数据存放位置,接收数据长度,然后使能串口接收中断。接收到数据时,会触发串口中断。
    再然后,串口中断函数处理,直到接收到指定长度数据,而后关闭中断,进入中断接收回调函数,不再触发接收中断。(只触发一次中断)

    参数:

    • UART_HandleTypeDef *huart      UATR的别名    如 :   UART_HandleTypeDef huart1;   别名就是huart1  
    • *pData      接收到的数据存放地址
    • Size    接收的字节数
    举例:    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&value,1);   //中断接收一个字符,存储到value中

    2、串口中断函数

     

    • HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口中断处理函数
    • HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送中断回调函数
    • HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口发送一半中断回调函数(用的较少)
    • HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  //串口接收中断回调函数
    • HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数(用的较少)
    • HAL_UART_ErrorCallback();串口接收错误函数

    串口接收中断回调函数:

    HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  

    功能:HAL库的中断进行完之后,并不会直接退出,而是会进入中断回调函数中,用户可以在其中设置代码,

               串口中断接收完成之后,会进入该函数,该函数为空函数,用户需自行修改,

    参数:

    • UART_HandleTypeDef *huart      UATR的别名    如 :   UART_HandleTypeDef huart1;   别名就是huart1  
    举例:   HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){           //用户设定的代码               }

    串口中断处理函数

    HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);  

    功能:对接收到的数据进行判断和处理  判断是发送中断还是接收中断,然后进行数据的发送和接收,在中断服务函数中使用

     

    如果接收数据,则会进行接收中断处理函数

     /* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
      if((tmp_flag != RESET) && (tmp_it_source != RESET))
      { 
        UART_Receive_IT(huart);
      }
    

    如果发送数据,则会进行发送中断处理函数

      /* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
      if (((isrflags & USART_SR_TXE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET))
      {
        UART_Transmit_IT(huart);
        return;
      }

    3串口查询函数

      HAL_UART_GetState();  判断UART的接收是否结束,或者发送数据是否忙碌

      举例:     

    while(HAL_UART_GetState(&huart4) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX)   //检测UART发送结束

     

    USART接收与发送

     

    重新定义printf函数

    • 在 stm32f4xx_hal.c中包含#include <stdio.h>
    #include "stm32f4xx_hal.h"
    #include <stdio.h>
    extern UART_HandleTypeDef huart1;   //声明串口
    • 在 stm32f4xx_hal.c 中重写fget和fput函数
    • /**
        * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
        * 输入参数: 无
        * 返 回 值: 无
        * 说    明:无
        */
      int fputc(int ch, FILE *f)
      {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
        return ch;
      }
      
      /**
        * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
        * 输入参数: 无
        * 返 回 值: 无
        * 说    明:无
        */
      int fgetc(FILE *f)
      {
        uint8_t ch = 0;
        HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
        return ch;
      }
      
      在main.c中添加
     #define RXBUFFERSIZE  256
    char RxBuffer[RXBUFFERSIZE]; 
    
      while (1)
      {
        /* USER CODE END WHILE */
    			printf("Z小旋测试\n");
    			HAL_Delay(1000);
        /* USER CODE BEGIN 3 */
      }

    之后便可以使用Printf函数和Scanf,getchar函数

    UART接收中断

    因为中断接收函数只能触发一次接收中断,所以我们需要在中断回调函数中再调用一次中断接收函数

    具体流程:

    1、初始化串口

    2、在main中第一次调用接收中断函数

    3、进入接收中断,接收完数据  进入中断回调函数

    4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数,处理接收的数据,

    5  回调函数中要调用一次HAL_UART_Receive_IT函数,使得程序可以重新触发接收中断

    函数流程图:

    HAL_UART_Receive_IT(中断接收函数   ->  USART2_IRQHandler(void)(中断服务函数)    ->    HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart)(中断处理函数)    ->    UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) (接收函数)   ->    HAL_UART_RxCpltCallback(huart);(中断回调函数)

    HAL_UART_RxCpltCallback函数就是用户要重写在main.c里的回调函数。

    代码实现:

        并在main.c中添加下列定义:

    #include <string.h>
    
    #define RXBUFFERSIZE  256     //最大接收字节数
    char RxBuffer[RXBUFFERSIZE];   //接收数据
    uint8_t aRxBuffer;			//接收中断缓冲
    uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数
    

    在main()主函数中,调用一次接收中断函数

    /* USER CODE BEGIN 2 */
    	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
    /* USER CODE END 2 */
    

    在main.c下方添加中断回调函数

    /* USER CODE BEGIN 4 */
    
    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    {
      /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
      UNUSED(huart);
      /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
               the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
       */
     
    	if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
    	{
    		Uart1_Rx_Cnt = 0;
    		memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF); 	
            
    	}
    	else
    	{
    		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存
    	
    		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
    		{
    			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
                while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
    			Uart1_Rx_Cnt = 0;
    			memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
    		}
    	}
    	
    	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
    }
    /* USER CODE END 4 */
    

    发送数据被正常返回

     

     

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  • UART串口通信.rar

    2019-08-29 22:17:49
    uart串口通信,包括uart_8bit数据收发和uart_32bit数据收发。可调比特率,板级验证正确
  • uart串口通信verilog源码,包含测试程序,包括cpu收发数据的模拟,可用modelsim,ncsim等软件编译运行
  • 01、UART串口通信

    2021-04-02 16:05:40
    UART串口通信 文章目录UART串口通信0、前言1、串行通信的初步认识2、RS232 通信接口3、USB 转串口通信4、IO 口模拟 UART 串口通信5、UART串口通信的基本应用5.1、通信的三种基本类型5.2、UART 模块介绍5.3、UART ...

    UART串口通信

    0、前言


      通信,按照传统的理解就是信息的传输与交换。对于单片机来说,通信则与传感器、存 储芯片、外围控制芯片等技术紧密结合,成为整个单片机系统的“神经中枢”。没有通信, 单片机所实现的功能仅仅局限于单片机本身,就无法通过其它设备获得有用信息,也无法将 自己产生的信息告诉其它设备。如果单片机通信没处理好的话,它和外围器件的合作程度就 受到限制,最终整个系统也无法完成强大的功能,由此可见单片机通信技术的重要性。UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,即通用异步收发器)串行通信是单片机最常 用的一种通信技术,通常用于单片机和电脑之间以及单片机和单片机之间的通信。

    1、串行通信的初步认识


      通信按照基本类型可以分为并行通信和串行通信。并行通信时数据的各个位同时传送,可以实现字节为单位通信,但是通信线多占用资源多,成本高。比如我们用到的P0 = 0xFE; 一次给 P0 的 8 个 IO 口分别赋值,同时进行信号输出,类似于有 8 个车道同时可以过去 8 辆 车一样,这种形式就是并行的,我们习惯上还称 P0、P1、P2 和 P3 为 51 单片机的 4 组并行总线。

      而串行通信,就如同一条车道,一次只能一辆车过去,如果一个 0xFE 这样一个字节的 数据要传输过去的话,假如低位在前高位在后的话,那发送方式就是 0-1-1-1-1-1-1-1-1,一位 一位的发送出去的,要发送 8 次才能发送完一个字节。

      单片机有两个引脚是专门用来做 UART 串行通信的,它们分别叫做 RXD 和 TXD,由它们组成的通信接口就叫做串行接口,简称串口。
    用两个单片机进行 UART 串口通信,接线如下图所示。

      图中,GND 表示单片机系统电源的参考地,TXD 是串行发送引脚,RXD 是串行接收引 脚。两个单片机之间要通信,首先电源基准得一样,所以我们要把两个单片机的 GND 相互 连接起来,然后单片机 1 的 TXD 引脚接到单片机 2 的 RXD 引脚上,即此路为单片机 1 发送 而单片机 2 接收的通道,单片机 1 的 RXD 引脚接到单片机 2 的 TXD 引脚上,即此路为单片 机 2 发送而单片机 1 接收的通道。这个示意图就体现了两个单片机相互收发信息的过程。
      当单片机 1 想给单片机 2 发送数据时,比如发送一个 0xE4 这个数据,用二进制形式表 示就是 0b11100100,在 UART 通信过程中,是低位先发,高位后发的原则,那么就让 TXD 首先拉低电平,持续一段时间,发送一位 0,然后继续拉低,再持续一段时间,又发送了一 位 0,然后拉高电平,持续一段时间,发了一位 1……一直到把 8 位二进制数字 0b11100100 全部发送完毕。这里就涉及到了一个问题,就是持续的这“一段时间”到底是多久?由此便引入了通信中的一个重要概念——波特率,也叫做比特率。

      波特率就是发送二进制数据位的速率,习惯上用 baud 表示,即我们发送一位二进制数据的持续时间=1/baud。在通信之前,单片机 1 和单片机 2 首先都要明确的约定好它们之间的通 信波特率,必须保持一致,收发双方才能正常实现通信,这一点大家一定要记清楚。

      约定好速度后,我们还要考虑第二个问题,数据什么时候是起始,什么时候是结束呢? 不管是提前接收还是延迟接收,数据都会接收错误。在 UART 通信的时候,一个字节是 8 位,规定当没有通信信号发生时,通信线路保持高电平,当要发送数据之前,先发一位 0 表示起 始位,然后发送 8 位数据位,数据位是先低后高的顺序,数据位发完后再发一位 1 表示停止 位。这样本来要发送一个字节的 8 位数据,而实际上我们一共发送了 10 位,多出来的两位其中一位起始位,一位停止位。而接收方呢,原本一直保持的高电平,一旦检测到了一位低电平,那就知道了要开始准备接收数据了,接收到 8 位数据位后,然后检测到停止位,再准备下一个数据的接收。如下图所示:

      上图实际上是一个时域示意图,就是信号随着时间变化的对应关系。比如在单片机的发送引脚上,左边的是先发生的,右边的是后发生的,数据位的切换 时间就是波特率分之一秒,如果能够理解时域的概念,后边很多通信的时序图就很容易理解了。

    2、RS232 通信接口


      在我们的台式电脑上,一般都会有一个 9 针的串行接口,这个串行接口叫做 RS232 接口, 它和 UART 通信有关联,但是由于现在笔记本电脑都不带这种 9 针串口了,所以和单片机通 信越来越趋向于使用 USB 虚拟的串口,因此这一节的内容作为了解内容,大家知道有这么回事就行了。

      RS232 接口一共有 9 个引脚,分别定义是:1、载波检测 DCD;2、接收数据 RXD;3、 发送数据 TXD;4、数据终端准备好 DTR;5、信号地线 SG;6、数据准备好 DSR;7、请求发送 RTS;8、清除发送 CTS;9、振铃提示 RI。我们要让这个串口和我们单片机进行通信, 我们只需要关心其中的 2 脚 RXD、3 脚 TXD 和 5 脚 GND 即可。

      虽然这三个引脚的名字和我们单片机上的串口名字一样,但是却不能直接和单片机对连通信,这是为什么呢?随着我们了解的内容越来越多,我们得慢慢知道,不是所有的电路都 是 5V 代表高电平而 0V 代表低电平的。对于 RS232 标准来说,它是个反逻辑,也叫做负逻辑。为何叫负逻辑?它的 TXD 和 RXD 的电压,-3V~-15V 电压代表是 1,+3~+15V 电压代 表是 0。低电平代表的是 1,而高电平代表的是 0,所以称之为负逻辑。因此电脑的 9 针 RS232 串口是不能和单片机直接连接的,需要用一个电平转换芯片 MAX232 来完成,如图下图所示。

      这个芯片就可以实现把标准 RS232 串口电平转换成我们单片机能够识别和承受的UART 0V/5V 电平。从这里大家似乎慢慢有点明白了,其实 RS232 串口和 UART 串口,它们的协议类型是一样的,只是电平标准不同而已,而 MAX232 这个芯片起到的就是中间人的作用,它 把 UART 电平转换成 RS232 电平,也把 RS232 电平转换成 UART 电平,从而实现标准 RS232 接口和单片机 UART 之间的通信连接。

    3、USB 转串口通信


      随着技术的发展,工业上还有 RS232 串口通信的大量使用,但是商业技术的应用上,已 经慢慢的使用 USB 转 UART 技术取代了 RS232 串口,绝大多数笔记本电脑已经没有串口这个东西了,那我们要实现单片机和电脑之间的通信该怎么办呢?

      我们只需要在电路上添加一个 USB 转串口芯片,就可以成功实现 USB 通信协议和标准 UART 串行通信协议的转换,在我们的开发板上,我们使用的是 CH340T 这个芯片,如图下图所示。

      右侧的 CH340T 这个电路很简单,把电源、晶 振接好后,6 脚和 7 脚的 DP 和 DM 分别接 USB 口的 2 个数据引脚上去,3 脚和 4 脚通过跳 线接到了我们单片机的 TXD 和 RXD 上去。

    4、IO 口模拟 UART 串口通信


      为了让大家充分理解 UART 串口通信的原理,我们先把 P3.0 和 P3.1 当做 IO 口来进行模拟实际串口通信的过程,原理搞懂后,我们再使用寄存器配置实现串口通信过程。

      对于 UART 串口波特率,常用的值是 300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、 28800、38400、57600、115200 等速率。IO 口模拟 UART 串行通信程序是一个简单的演示程序,我们使用串口调试助手下发一个数据,数据加 1 后,再自动返回。

      串口调试助手,这里我们直接使用 STC-ISP 软件自带的串口调试助手,先把串口调试助手的使用给大家说一下。

    【第一步】要选择串口助手菜单

    【第二步】选择十六进制显示

    【第三步】选择十六进制发送

    【第四步】选择 COM 口,这个 COM 口要和自己电脑设备管理器里的那个 COM 口一致,波特率按我们程序设定好的选择,我们程序中让一个数据位持续时间是 1/9600 秒,那这个地方选择波特率就是选 9600,校验位选 N,数据位 8,停止位 1。

      串口调试助手的实质就是利用电脑上的 UART 通信接口,发送数据给我们的单片机,也可以把我们的单片机发送的数据接收到这个调试助手界面上。

    先上代码,在作解释。

    IO口模拟串口通信实例:

    #include <reg52.h> 
     
    sbit PIN_RXD = P3^0;		//接收引脚定义 
    sbit PIN_TXD = P3^1;		//发送引脚定义 
    
    bit RxdOrTxd = 0;  			//指示当前状态为接收还是发送 
    bit RxdEnd = 0;    			//接收结束标志 
    bit TxdEnd = 0;    			//发送结束标志 
    unsigned char RxdBuf = 0;  //接收缓冲器 
    unsigned char TxdBuf = 0;  //发送缓冲器 
    
    void ConfigUART(unsigned int baud); 
    void StartTXD(unsigned char dat); 
    void StartRXD(); 
     
    void main() 
    { 
        EA = 1;   				//开总中断 
     	ConfigUART(9600); 		//配置波特率为 9600 
         
        while (1) 
        { 
            while (PIN_RXD);     //等待接收引脚出现低电平,即起始位 
            StartRXD();          //启动接收 
            while (!RxdEnd);     //等待接收完成 
            StartTXD(RxdBuf+1);  //接收到的数据+1后,发送回去 
            while (!TxdEnd);     //等待发送完成 
        } 
    }
    
    /* 串口配置函数,baud-通信波特率 */ 
    void ConfigUART(unsigned int baud) 
    { 
         TMOD &= 0xF0; 				//清零 T0的控制位 
         TMOD |= 0x02; 				//配置 T0为模式 2 
         TH0 = 256 - (11059200/12)/baud; //计算 T0重载值 
    }
    
    /* 启动串行接收 */
    void StartRXD() 
    { 
    	TL0 = 256 - ((256-TH0)>>1); //接收启动时的 T0定时为半个波特率周期 
        ET0 = 1; 					//使能 T0中断 
    	TR0 = 1; 					//启动 T0 
        RxdEnd = 0;     			//清零接收结束标志 
        RxdOrTxd = 0;   			//设置当前状态为接收 
    }
    
    /* 启动串行发送,dat-待发送字节数据 */ 
    void StartTXD(unsigned char dat) 
    { 
    	TxdBuf = dat;    			//待发送数据保存到发送缓冲器 
        TL0 = TH0;       			//T0计数初值为重载值 
     	ET0 = 1; 					//使能 T0中断 
     	TR0 = 1; 					//启动 T0 
        PIN_TXD = 0;    			//发送起始位 
        TxdEnd = 0;     			//清零发送结束标志 
        RxdOrTxd = 1;   			//设置当前状态为发送 
    }
    
    /* T0中断服务函数,处理串行发送和接收 */ 
    void InterruptTimer0() interrupt 1 
    { 
        static unsigned char cnt = 0;	//位接收或发送计数 
     
        if (RxdOrTxd)					//串行发送处理 
        { 
            cnt++; 
     		if (cnt <= 8)				//低位在先依次发送 8bit数据位 
            { 
                PIN_TXD = TxdBuf & 0x01; 
                TxdBuf >>=1; 
            } 
            else if (cnt == 9)  		//发送停止位 
            { 
                PIN_TXD = 1; 
            } 
            else  						//发送结束 
            { 
     			cnt = 0; 				//复位 bit计数器 
     			TR0 = 0; 				//关闭 T0 
                TxdEnd = 1; 			//置发送结束标志 
            } 
        } 
        else  //串行接收处理
        { 
            if (cnt == 0)     			//处理起始位 
            { 
     			if (!PIN_RXD) 			//起始位为 0时,清零接收缓冲器,准备接收数据位 
                { 
                    RxdBuf = 0; 
                    cnt++; 
                } 
     			else 					//起始位不为 0时,中止接收 
                { 
     				TR0 = 0; 			//关闭 T0 
                } 
            } 
     		else if (cnt <= 8) 			//处理 8位数据位 
            { 
                RxdBuf >>= 1;    		//低位在先,所以将之前接收的位向右移 
     			if (PIN_RXD) 			//接收脚为 1时,缓冲器最高位置 1, 
     			{ 						//而为 0时不处理即仍保持移位后的 0 
                    RxdBuf |= 0x80; 
                } 
                cnt++; 
            } 
            else  						//停止位处理 
            { 
     			cnt = 0; 				//复位 bit计数器 
     			TR0 = 0; 				//关闭 T0 
     			if (PIN_RXD) 			//停止位为 1时,方能认为数据有效 
                { 
                    RxdEnd = 1;  		//置接收结束标志 
                } 
            } 
        } 
    } 
    

      变量定义部分就不用说了,直接看 main 主函数。首先是对通信的波特率的设定,在这里我们配置的波特率是 9600,那么串口调试助手也得是 9600。配置波特率的时候,我们用的是定时器 T0 的模式 2。模式 2 中,不再是 TH0 代表高 8 位,TL0 代表低 8 位了,而只有 TL0 在进行计数,当 TL0 溢出后,不仅仅会让 TF0 变 1,而且还会将 TH0 中的内容重新自动装到 TL0 中。这样有一个好处,就是我们可以把想要的定时器初值提前存在 TH0 中,当 TL0 溢出后,TH0 自动把初值就重新送入 TL0 了,全自动的,不需要程序中再给 TL0 重新赋值了,配置方式很简单,大家可以自己看下程序并且计算一下初值。

      波特率设置好以后,打开中断,然后等待接收串口调试助手下发的数据。接收数据的时候,首先要进行低电平检测 while (PIN_RXD),若没有低电平则说明没有数据,一旦检测到低电平,就进入启动接收函数 StartRXD()。接收函数最开始启动半个波特率周期,初学可能这里不是很明白。大家回头看一下串口数据示意图,如果在数据位电平变化的时候去读取,因为时序上的误差以及信号稳定性的问题很容易读错数据,所以我们希望在信号最稳定的时候去读数据。除了信号变化的那个沿的位置外,其它位置都很稳定,那么我们现在就约定在信号中间位置去读取电平状态,这样能够保证我们读的一定是正确的。

      一旦读到了起始信号,我们就把当前状态设定成接收状态,并且打开定时器中断,第一次是半个周期进入中断后,对起始位进行二次判断一下,确认一下起始位是低电平,而不是一个干扰信号。以后每经过 1/9600 秒进入一次中断,并且把这个引脚的状态读到 RxdBuf 里边。等待接收完毕之后,我们再把这个 RxdBuf 加 1,再通过 TXD 引脚发送出去,同样需要先发一位起始位,然后发8 个数据位,再发结束位,发送完毕后,程序运行到while (PIN_RXD),
    等待第二轮信号接收的开始。

    5、UART串口通信的基本应用

    5.1、通信的三种基本类型

      常用的通信从传输方向上可以分为单工通信、半双工通信、全双工通信三类。

      单工通信是指只允许一方向另外一方传送信息,而另一方不能回传信息。比如电视遥 控器、收音机广播等,都是单工通信技术。

      半双工通信 是指数据可以在双方之间相互传播,但是同一时刻只能其中一方发给另外一 方,比如我们的对讲机就是典型的半双工。

      全双工通信是指发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,就如同我们的电话一样, 我们说话的同时也可以听到对方的声音。

    5.2、UART 模块介绍

      IO 口模拟串口通信,让大家了解了串口通信的本质,但是我们的单片机程序却需要不停的检测扫描单片机 IO 口收到的数据,大量占用了单片机的运行时间。这时候就会有聪明人想了,其实我们并不是很关心通信的过程,我们只需要一个通信的结果,最终得到接收到的数据就行了。这样我们可以在单片机内部做一个硬件模块,让它自动接收数据,接收完了, 通知我们一下就可以了,我们的 51 单片机内部就存在这样一个 UART 模块,要正确使用它,当然还得先把对应的特殊功能寄存器配置好。

      51 单片机的 UART 串口的结构由串行口控制寄存器SCON、发送和接收电路三部分构成,先来了解一下串口控制寄存器 SCON。

      前边学了那么多寄存器的配置,相信 SCON 这个地方,对于大多数同学来说已经不是难点了,应该能看懂并且可以自己配置了。对于串口的四种模式,模式 1 是最常用的,就是我 们前边提到的 1 位起始位,8 位数据位和 1 位停止位。下面我们就详细介绍模式 1 的工作细 节和使用方法,至于其它 3 种模式与此也是大同小异,真正遇到需要使用的时候大家再去查 阅相关资料就行了。

      在我们使用 IO 口模拟串口通信的时候,串口的波特率是使用定时器 T0 的中断体现出来的。在硬件串口模块中,有一个专门的波特率发生器用来控制发送和接收数据的速度。对于 STC89C52 单片机来讲,这个波特率发生器只能由定时器 T1 或定时器 T2 产生,而不能由定 时器 T0 产生,这和我们模拟的通信是完全不同的概念。

      使用定时器 T1 作为波特率发生器来讲解,方式 1 下的波特率发生器必须使用定时器 T1 的模式 2,也就是自动重装载模式,定时器的重载值计算公式为:
    TH1=TL1=256/12/2/16/ TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12 /2/16 /波特率
      和波特率有关的还有一个寄存器,是一个电源管理寄存器 PCON,他的最高位可以把波
    特率提高一倍,也就是如果写 PCON |= 0x80 以后,计算公式就成了:
    TH1=TL1=256/12/16/ TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12 /16 /波特率
      公式中数字的含义这里解释一下,256 是 8 位定时器的溢出值,也就是 TL1 的溢出值,晶振值在我们的开发板上就是 11059200,12 是说 1 个机器周期等于 12 个时钟周期,值得关 注的是这个 16,我们来重点说明。在 IO 口模拟串口通信接收数据的时候,采集的是这一位数据的中间位置,而实际上串口模块比我们模拟的要复杂和精确一些。他采取的方式是把一 位信号采集 16 次,其中第 7、8、9 次取出来,这三次中其中两次如果是高电平,那么就认 定这一位数据是 1,如果两次是低电平,那么就认定这一位是 0,这样一旦受到意外干扰读 错一次数据,也依然可以保证最终数据的正确性。

      了解了串口采集模式,在这里要给大家留一个思考题。“晶振值/12/2/16/波特率”这个地方计算的时候,出现不能除尽,或者出现小数怎么办,允许出现多大的偏差?把这部分理解 了,也就理解了我们的晶振为何使用 11.0592M 了。

      串口通信的发送和接收电路在物理上有 2 个名字相同的 SBUF 寄存器,它们的地址也都 是 0x99,但是一个用来做发送缓冲,一个用来做接收缓冲。意思就是说,有 2 个房间,两个房间的门牌号是一样的,其中一个只出人不进人,另外一个只进人不出人,这样的话,我们 就可以实现 UART 的全双工通信,相互之间不会产生干扰。但是在逻辑上呢,我们每次只操 作 SBUF,单片机会自动根据对它执行的是“读”还是“写”操作来选择是接收 SBUF 还是 发送 SBUF,后边通过程序,我们就会彻底了解这个问题。

    5.3、UART 串口程序

      一般情况下,我们编写串口通信程序的基本步骤如下所示:
      1、配置串口为模式 1。
      2、配置定时器 T1 为模式 2,即自动重装模式。
      3、根据波特率计算 TH1 和 TL1 的初值,如果有需要可以使用 PCON 进行波特率加倍。 4、打开定时器控制寄存器 TR1,让定时器跑起来。
      这里还要特别注意一下,就是在使用 T1 做波特率发生器的时候,千万不要再使能 T1 的
    中断了。

      我们先来看一下由 IO 口模拟串口通信直接改为使用硬件 UART 模块时的程序代码,看
    看程序是不是简单了很多,因为大部分的工作硬件模块都替我们做了。程序功能和 IO 口模 拟的是完全一样的。

    #include <reg52.h> 
     
    void ConfigUART(unsigned int baud); 
     
    void main() 
    { 
        ConfigUART(9600);	//配置波特率为 9600
        while (1) 
        { 
            while (!RI);      //等待接收完成 
            RI = 0;            //清零接收中断标志位 
            SBUF = SBUF + 1; //接收到的数据+1后,发送回去 
            while (!TI);      //等待发送完成 
            TI = 0;            //清零发送中断标志位 
        } 
    }
    
    /* 串口配置函数,baud-通信波特率 */ 
    void ConfigUART(unsigned int baud) 
    { 
    	SCON = 0x50; //配置串口为模式 1 
    	TMOD &= 0x0F; //清零 T1的控制位 
        TMOD |= 0x20; //配置 T1为模式 2 
        TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //计算 T1重载值 
        TL1 = TH1;     //初值等于重载值 
    	ET1 = 0; //禁止 T1中断 
        TR1 = 1; //启动 T1 
    }
    

      当然了,这个程序还是用在主循环里等待接收中断标志位和发送中断标志位的方法来编写的,而实际工程开发中,当然就不能这么干了,我们也只是为了用直观的对比来告诉你们硬件模块可以大大简化程序代码,那么实际使用串口的时候就用到串口中断了,来看一下用中断实现的程序。请注意一点,因为接收和发送触发的是同一个串口中断,所以在串口中断函数中就必须先判断是哪种中断,然后再作出相应的处理。

    #include <reg52.h> 
     
    void ConfigUART(unsigned int baud); 
     
    void main() 
    { 
        EA = 1;   //使能总中断 
     	ConfigUART(9600); //配置波特率为 9600 
        while (1); 
    }
    
    /* 串口配置函数,baud-通信波特率 */ 
    void ConfigUART(unsigned int baud) 
    { 
    	SCON = 0x50; //配置串口为模式 1 
    	TMOD &= 0x0F; //清零 T1的控制位 
    	TMOD |= 0x20; //配置 T1为模式 2 
        TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //计算 T1重载值
    	TL1 = TH1;     //初值等于重载值 
        ET1 = 0; //禁止 T1中断 
        ES  = 1;       //使能串口中断 
        TR1 = 1; //启动 T1 
    }
    
    /* UART中断服务函数 */ 
    void InterruptUART() interrupt 4 
    { 
        if (RI)  //接收到字节 
        { 
        	RI = 0;   			//手动清零接收中断标志位 
     		SBUF = SBUF + 1; 	//接收的数据+1后发回,左边是发送 SBUF,右边是接收 SBUF 
        } 
        if (TI)  //字节发送完毕 
        { 
            TI = 0;   //手动清零发送中断标志位 
        } 
    }
    

      大家可以试验一下,看看是不是和前边用 IO 口模拟通信实现的效果一致,而主循环却完全空出来了,我们就可以随意添加其它功能代码进去。

    6、ASCII 码


      细心的同学可能会发现,在串口调试助手发送选项和接收选项处,还有个“字符格式发送”和“字符格式显示”,这是什么意思呢?
      先抛开我们使用的汉字不谈,那么我们常用的字符就包含了 0~9 的数字、A ~ Z/a ~ z 的字母、还有各种标点符号等。那么在单片机系统里面我们怎么来表示它们呢?

      ASCII 码(American Standard Code for Information Interchange,即美国信息互换标准代码)可以完成这个使命:我们知道,在单片机中一个字节的数据可以有 0~255 共 256 个值,我们取其中的 0~127 共 128 个值赋予了它另外一层涵义,即让它们分别来代表一个常用字符,其具体的对应关系如下图所示所示。

      这样我们就在常用字符和字节数据之间建立了一一对应的关系,那么现在一个字节就既可以代表一个整数又可以代表一个字符了,但它本质上只是一个字节的数据,而我们赋予了它不同的涵义,什么时候赋予它哪种涵义就看编程者的意图了。

    个值赋予了它另外一层涵义,即让它们分别来代表一个常用字符,其具体的对应关系如下图所示所示。

      这样我们就在常用字符和字节数据之间建立了一一对应的关系,那么现在一个字节就既可以代表一个整数又可以代表一个字符了,但它本质上只是一个字节的数据,而我们赋予了它不同的涵义,什么时候赋予它哪种涵义就看编程者的意图了。

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  • 本文主要讲了UART串口通信类型及应用,希望对你的学习有所帮助。

空空如也

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