UART实验

一、UART简介

UART

Universal Asynchronous Receiver Transmitter 即通用异步收发器，是一种通用的串行、异步通信总线该总线有两条数据线，可以实现全双工的发送和接收在嵌入式系统中常用于主机与辅助设备之间的通信

二、通信基础 - 并行和串行

并行通信

在这里插入图片描述
并行：多条数据线，

缺点：浪费很多资源，数据条数多，多条数据线之间传送数据时会有一些信号干扰
例：char类型转换二进制八位二进制数，并行一次性可以用八根线传输这八位二进制

串行通信

在这里插入图片描述
串行：一条数据线，
例：char类型转换二进制八位二进制数，串行只能一次传送一位二进制的数据

三、通信基础 - 单工和双工

单工通信

在这里插入图片描述

双工通信

在这里插入图片描述

四、通信基础 - 波特率

波特率

波特率用于描述UART通信时的通信速度，其单位为bps(bit per second)即每秒钟传送的bit的数量

五、UART帧格式

在这里插入图片描述
UART帧格式：
A->B串行发送数据时如：0x55（01010101），
空闲位：空闲的时候必须是高电平 1
起始位：发送数据之前先发送一个低电平，用于空闲时期和发送数据之间的区分 0
数据位：5-8位（先发高位，后发低位）10101010
校验位：验证发送的数据（奇偶方式）
停止位：高电平
注意：一次最多发送一个字节（八位）,发送多个字节必须发完一个字节之后停止，然后再发送下一个字节

为什么串行发送数据最多八位呢？
因为UART使用的是一种异步通信，发送和接收方使用的时钟不一样，发送的数据多了会产生误差，为了防止这种误差，就把数据位控制在最多八位

六、UART硬件连接

硬件连接

在这里插入图片描述

七、UART控制器

UART控制器

一般情况下处理器中都会集成UART控制器我们使用UART进行通信时候只需对其内部的相关寄存器进行设置即可
在这里插入图片描述

实验

UART实验：通信的功能，比如，我的主控制器要和其他芯片或外围设备就会用到UART进行通信

通过UART寄存器实现4412电路板和电脑传输数据

第一步：

在电路板上面找到想要传输数据的串口的名字：CON7，在芯片电路板上找到相应的网络标号，控制着那个引脚

发送引脚网络标号：4 BUF_XuTXD2/UART_AUDIO_TXD
接收引脚网络标号：4 BUF_XuRXD2/UART_AUDIO_RXD

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
可以看到控制该引脚的寄存器是GPA1_0和GPA1_1这两个寄存器

第二步：

在这里插入图片描述
找到GPA1寄存器，通过GPA1CON设置这一组寄存器，GPA1CON[0]引脚设置 0x2 ，串口 2 的接收引脚, GPA1CON[1] 引脚设置成0x2，串口的发送引脚

第四步：

在4412芯片手册中查看UART第二组寄存器设置相关寄存器，并初始化相关寄存器

在这里插入图片描述
代码：


#include "exynos_4412.h"/*串口控制器号初始化*/
void UART_Init(void)
{/*1.将GPA1_0和GPA1_1设置成UART2的接收和发送引脚 GPA1CON[7:0]*/GPA1.CON = GPA1.CON & (~(0xFF << 0)) | (0x22 << 0);/*2.设置UART2的帧格式 8位数据位 1位停止位 无校验 正常模式 ULCON2[6:0]*/UART2.ULCON2 = UART2.ULCON2 & (~(0x7F << 0)) | (0x3 << 0);/*3.设置UART2的接收和发送模式为轮询模式 UCON2[3:0]*/UART2.UCON2 = UART2.UCON2 & (~(0xF << 0)) | (0x5 << 0);/*4.设置UART2的波特率为115200 UBRDIV2/UFRACVAL2*/UART2.UBRDIV2 = 53;UART2.UFRACVAL2 = 4;
}/*对外发送一个字节数据*/
void UART_Send_Byte(char Dat)
{/*等待发送寄存器为空，即上一个数据已经发送完成 UTRSTAT2[1]*/while(!(UART2.UTRSTAT2 & (1 << 1)));/*将要发送的数据写入发送寄存器 UTXH2*/UART2.UTXH2 = Dat;
}/*接受外部发来的数据*/
char UART_Rec_Byte(void)
{char Dat = 0;/*判断接收寄存器是否接收到了数据 UTRSTAT2[0]*/if(UART2.UTRSTAT2 & 1) { /*从接收寄存器读取接收到的数据 URXH2*/Dat = UART2.URXH2;return Dat;} else {return 0;}}void UART_Send_Str(char *pstr) {while(* pstr != '\0') {UART_Send_Byte(*pstr++);}
} int main()
{char RecDat = 0;UART_Init();while(1){RecDat = UART_Rec_Byte();if(RecDat == 0) {}else {RecDat = RecDat + 1;UART_Send_Byte(RecDat);}#if 0/*通过串口输出字符串*/UART_Send_Str("Hello world!");/* 这个printf不是Linux系统函数，是自己写的* 两个的区别就在于输出重定向不同* 1. 来源不一样：这个自己写的printf函数   Linux下是调用的C库函数* 2. 输出定向不同：*		Linux下终端输入' ls > out.txt' 将查到的目录下的信息输出到out.txt文件当中*		‘ ls’ 是将输出定向到了显示器 是直接将信æ¯显示到屏幕上面去的*		' ls > out.txt ' 是将输出定向磁盘中，该命令是将信息输出到文件当中**		Linux下的printf：输出定向到了显卡，然后显示到屏幕上*		而自己写的printf函数：输出定向到了UART寄存器，然后UART寄存器再将输出的信息发送到计算机当中解析** */printf("Hello world!");
#endif}return 0;
}

例：

例：编程实现电脑远程控制LED状态
注：在终端上输入‘2’，LED2点亮，再次输入‘2’，LED2熄灭… …

#include "exynos_4412.h"/*串口控制器号初始化*/
void UART_Init(void)
{/*1.将GPA1_0和GPA1_1设置成UART2的接收和发送引脚 GPA1CON[7:0]*/GPA1.CON = GPA1.CON & (~(0xFF << 0)) | (0x22 << 0);/*2.设置UART2的帧格式 8位数据位 1位停止位 无校验 正常模式 ULCON2[6:0]*/UART2.ULCON2 = UART2.ULCON2 & (~(0x7F << 0)) | (0x3 << 0);/*3.设置UART2的接收和发送模式为轮询模式 UCON2[3:0]*/UART2.UCON2 = UART2.UCON2 & (~(0xF << 0)) | (0x5 << 0);/*4.设置UART2的波特率为115200 UBRDIV2/UFRACVAL2*/UART2.UBRDIV2 = 53;UART2.UFRACVAL2 = 4;
}/*对外发送一个字节数据*/
void UART_Send_Byte(char Dat)
{/*等待发送寄存器为空，即上一个数据已经发送完成 UTRSTAT2[1]*/while(!(UART2.UTRSTAT2 & (1 << 1)));/*将要发送的数据写入发送寄存器 UTXH2*/UART2.UTXH2 = Dat;
}/*接受外部发来的数据*/
char UART_Rec_Byte(void)
{char Dat = 0;/*判断接收寄存器是否接收到了数据 UTRSTAT2[0]*/if(UART2.UTRSTAT2 & 1) { /*从接收寄存器读取接收到的数据 URXH2*/Dat = UART2.URXH2;if (Dat == 2)return Dat;return Dat;} else {return 0;}}void UART_Send_Str(char *pstr) {while(* pstr != '\0') {UART_Send_Byte(*pstr++);}
} /* 通过设置GPX2_CON寄存器来将GPX2_7引脚设置成输出功能 LED2*/
void GPIO_CON() {GPX2.CON = GPX2.CON & (~(0xF << 28)) | (0x1 << 28);
}/*通过GPX2_DAT引脚的设置 对LED2灯点亮和熄灭 */
void GPIO_DAT(char flag) {if (flag) {/* 熄灭LED2 */GPX2.DAT = GPX2.DAT & (~(1 << 7));} else {/* 点亮LED2 */GPX2.DAT = GPX2.DAT | (1 << 7);}}int main()
{char RecDat = 0;char flag = 0x1;UART_Init();while(1){RecDat = UART_Rec_Byte();if(RecDat == '2') {flag = !flag;	GPIO_DAT(flag);}else {RecDat = RecDat + 1;UART_Send_Byte(RecDat);}}return 0;
}