实验6 串口通讯实验.doc

ARM7串口通讯实验
一、 实验目的
1、 掌握ARM 的串行口工作原理。
2、 掌握ARM 的串行口工作原理。
3、 学习编程实现ARM 的UART 通讯。
4、 掌握CPU 利用串口通讯的方法。
二、 实验内容
1、学习串行通讯原理，了解串行通讯控制器，阅读ARM 芯片文档，掌握ARM 的UART相关寄存器的功能，熟悉ARM 系统硬件的UART 相关接口。
2、编程实现ARM 和计算机实现串行通讯功能，具体如下：
ARM 监视串行口，将接收到的字符再发送给串口（计算机与开发板是通过超级终端通讯的），即按PC 键盘通过超级终端发送数据，开发板将接收到的数据再返送给PC，在超级终端上显示。
三、 实验设备
1、 硬件
S3C44B0教学实验箱
PC机
JTAG仿真器
串口线
2、 软件
PC机操作系统
ARM Developer Suite v1.2
Multi-ICE V2.2.5
DNW(或者超级终端)
四、 预备知识
1、 了解ADT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S3C44B0串口有关的寄存器。
五、 基础知识
1、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。
2、异步串行I／O通信协议：异步协议、同步协议。
3、异步串行通信
3.1、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。
3.2、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。
3.3、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。

3.4、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。

1．

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，

图1 异步串行通信中的字符传送格式

4、 异步串行通信中的字符传送格式
4.1、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。
4.2、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。
4.3、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。
4.4、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。
4.5、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。
5、 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。

图2 DB-25 DB-9引脚定义

图3 DB-25 DB-9引脚说明

图4 RS-232C接口通信的两种基本连接方式
6、 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(S3C44B0)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。
7、 与UART有关的寄存器介绍
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

六、 实验说明
1、串口初始化
/* 设置串口的FIFO属性，并清除FIFO中的内容 */
rUFCON0=0xf7;
/* 关闭流控功能 */
rUMCON0=0x0;
/* 设置8位数据位、1位停止位、无奇偶校验串口模式 */
rULCON0=0x3;
/* 设置收发的中断模式为电平触发，关闭超时功能 */
rUCON0=0x345;
/* 设置波特率，mclk为CPU主频，baud为波特率 */
rUBRDIV0=( (int)(mclk/16./baud + 0.5) -1 );
2、发送数据和接收数据
/* 等待发送缓冲空.*/
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
/* 将数据写到数据端口 */
rUTXH0 = data;
3、接收数据
/* 等待数据 */
while(rUTRSTAT0 & 0x1==0x0)
/* 读取数据 */
data = rURXH0;
七、 实验思考
1、 简述串行接口的工作原理以及串行接口的优缺点
2、 RS-232C的最基本数据传送引脚是哪几根？画出双机通讯的基本接线 图
3、 简述串行接口通讯程序设计的基本步骤