嵌入式实验报告_ARM的串行口实验.doc

贵州大学实验报告学院: 专业: 班级: 姓名学号实验组实验时间 指导教师余佩嘉成绩实验项目名称 ARM 的串行口实验实验目的 1. 掌握 ARM 的串行口工作原理 2. 学习编程实现 ARM 的 UART 通讯 3. 掌握 CPU 利用串口通讯的方法实验原理 1 .异步串行 I/O 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。图 3-1 给出异步串行通信中一个字符的传送格式。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。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 ASCI I 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。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、 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 50, 95, 110 , 150 , 300 , 600 , 1200 , 2400 , 4800 , 9600 等。接收方按约定的格式接收数据,并进行检查,可以查出以下三种错误: 1 )奇偶错:在约定奇偶检查的情况下,接收到的字符奇偶状态和约定不符。 2 )帧格式错:一个字符从起始位到停止位的总位数不对。 3) 溢出错: 若先接收的字符尚未被微机读取, 后面的字符又传送过来, 则产生溢出错。每一种错误都会给出相应的出错信息,提示用户处理。 2 .串行接口的物理层标准通用的串行 I/O 接口有许多种,现仅就最常见的两种标准作简单介绍。 1) EIA RS— 232C 这是美国电子工业协会推荐的一种标准(Electronic industries Association Recoil-mended Standard) 。它在一种 25 针接插件(DB — 25) 上定义了串行通信的有关信号。这个标准后来被世界各国所接受并使用到计算机的 I/O 接口中。⑴信号连线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,因此这里也不打算就 RS— 232C 的全部信号作详细解释。图 3-2 给出两台微机利用 RS— 232C 接口通信的联线(无 MODEM) , 我们按 DB— 25 的引脚号标注各个信号。下面对图 3-2 中几个主要信号作简要说明。保护地通信线两端所接设备的金属外壳通过此线相联。当通信电缆使用屏蔽线时,常利用其外皮金属屏蔽网来实现。由于各设备往往已通过电源线接通保护地, 因此, 通信线中不必重复接此地线( 图中用虚线表示)。例如使用 9 针插头(DB — 9) 的异步串行 I/O 接口就没有引出保护地信号。 TXD / RXD 是一对数据线, TXD 称发送数据输出, RXD 称接收数据输入。当两台微机以全双工方式直接通信(无 MODEM 方式) 时,双方的这两根线应交叉联接( 扭接)。信号地所有的信号都要通过信号地线构成耦合回路。通信线有以上三条(TXD 、 RXD 和信号地) 就能工作了。其余信号主要用于双方设备通信过程中的联络( 握手信号) ,而且有些信号仅用于和 MODEM 的联络。若采取微型机对微型机直接通信, 且双方可直接对异步串行通信电路芯片编程, 若设置成不要任何联络信号, 则其它线都可不接。有时在通信线的同一端将相关信号短接以“自握手”方式满足联络要求。这就是如图 3-2(a) 所示的情况。 RTS / CTS 请求发送值号 RTS 是发送器输出的准备好信号。接收方准备好后送回清除发送信号 CTS 后, 发送数据开始进行, 在同一端将这两个信号短接就意味着只要发送器准备好即可发送。 DCD 载波检测( 又称接收线路信号检测) 。本意是 MODE