2020年嵌入式串口通信设计参照模板

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实践教学

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兰州理工大学

计算机与通信学院

2013年春季学期

嵌入式系统开发技术课程设计

题目:嵌入式串口通信设计

专业班级:通信工程四班

姓名:

学号:

指导教师:

成绩:

嵌入式是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式系统的发展和大规模应用,为了提升系统的整体性能,必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。在实际开发应用中,串口通信是不可缺少的部分。

目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。通过与计算机串口间的接,实现在ARM 平台上,传输速率115200bps,接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端,实现监测。与外部设备通信的基本功能。

关键字:嵌入式系统,串口通信,Linux系统

前言 ------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -

一、串口通信概述--------------------------------------------------------------------------- - 5 -

1.1 串口通信的原理 ------------------------------------------------------------------ - 5 -

1.2 串口通信的开发工具 ------------------------------------------------------------ - 5 -

1.2.1 2410F硬件平台简介---------------------------------------------------------- - 5 -

1.3 串口通信的基本任务 ------------------------------------------------------------ - 8 -

二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 9 -

三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------------- - 17 -

3.1 串口操作需要的头文件 -------------------------------------------------------- - 17 -

3.2 打开串口 -------------------------------------------------------------------------- - 17 -

3.3 串口设置 -------------------------------------------------------------------------- - 18 -

3.4 串口读写 -------------------------------------------------------------------------- - 20 -

3.5 关闭串口 -------------------------------------------------------------------------- - 22 -

四、总结-------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 24 - 附录----------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -

串口通信是指外设和计算机间,通过数据信号线、地线、控制线等,按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少,在远距离通信中可以节约通信成本,但其传输速度比并行传输低。

嵌入式系统的硬件平台构架、实时嵌入式操作系统的移植,为今后嵌入式系统的后继开发提供了一个嵌入式平台。基于嵌入式系统设计原理的嵌入式开发平台的设计的总体方案,从硬件和软件两个方面讲述了嵌入式系统的设计思想和方法,及其可行性的论证。嵌入式系统硬件平台的设计与调试,着重叙述了硬件平台的整体设计方案,包括各个设计模块的选型与接口电路的设计。随着世界科技水平的发展,嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点,已经在各个领域得到了广泛的应用,如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。随着嵌入式系统软硬件技术的飞速发展,其应用领域必将更为广阔,嵌入式系统的研究将会有非常广泛的前景。本课题既可以使电子专业学生对ARM920T的嵌入式串口通信系统的实际应用有深入的了解,更重要的是培养了我们的软硬件动手能力,是我们所学专业知识、理论、技能和培养学生独立完成基本科研任务能力的一个综合检验,具有一定的效果和意义。

一、串口通信概述

所谓串口通信,是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线),数据在一根数据信号线上一位一位进行传输,每一位数据都占据一个固定的时间长度。

串口传输是二进制代码序列在一条信道上以位(元码)为单位,按时间顺序且按位传输的通信方式。串行传输时,发送端按位发送,接收端按位接受,同时还要对所传输的位加以确认,所以收发双方要采取同步措施,否则接受端将不能正确区分出所传输的数据。

串口通信不但能实现计算机与嵌入式开发板之间的数据传输,而且还能实现计算机对嵌入式开发板的控制。若采用普通单片机,对外部设备的访问就需要利用复杂的汇编语言进行编程或者使用C 51 自己编写设备的初始化以及读写访问程序,这样的过程不仅复杂,而且不利于大规模的开发和设计。ARM 与8051 等普通单片机相比,具有开发简单、灵活,而且性能稳定、功能易于扩展等一系列优势,因而在汽车电子、手持设备、无线领域和航空航天等嵌入式系统中得到广泛的应用。

将Linux 移植到ARM 嵌入式处理器后,可以利用操作系统中提供的系统调用把串口及其他外设当成普通文件进行操作,读写方便,因此进行相应开发可以提高系统编程效率,而且还可以简化调试的复杂程度。

1.1 串口通信的原理

串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数从CPU经过串行端口发送出去时,字节数据转换为串行的位。在接收数据时,串行的位被转换为字节数据。串口是系统资源的一部分,应用程序要使用串口进行通信,必须在使用之前向操作系统提出申请要求(打开串口),通信完成后必须释放资源(关闭串口)。

1.2 串口通信的开发工具

本次开发采用的硬件平台是ARM920T处理器的2410F,开发系统平台是Lin ux 系统。

1.2.1 2410F硬件平台简介

2410F 是基于三星ARM9 嵌入式处理器 S3C2410 处理器的一款开发平台,“F”指基于2410 的第六代开发套件。系统运行在 202M 的主2410F 是

基于三星ARM9 嵌入式处理器 S3C2410 处理器频下发挥出色的性能。可以完成MP3,MPG,VOIP 等工作。2410 资源丰富适合 ARM 处理器的初学者学习使用。2410F 上面使用的核心模块体积小资源丰富,IO 充足还可以应用在二次开发的产品当中。这款设备主要包括核心板与底板两个部分,核心板采用6 层PCB 设计、底板采用2 层PCB 板设计,核心器件是基于目前业内主流使用的SAMSUNG ARM9S3C2410 处理器,主频202MHz,配套的存储器,网卡等设备;底板主要是各类型的接口。

S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核,采用0.18um制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有:独立的16KB指令Cache 和16KB数据Cache,MMU,支持TFT的LCD控制器,NAND闪存控制器,3路UART,4路DMA,4路带PWM的Timer ,I/O口,RTC,8路10位ADC,Touch Screen接口,IIC-BUS 接口,IIS-BUS 接口,2个USB主机,1个USB设备,SD主机和MMC接口,2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。

它是基于ARM920T 内核的16/32 位RISC 处理器, 主要应用于嵌入式系统中。S3C2410 拥有强大的数据处理能力,又有着低成本,低功耗等优点,在各种手持及移动设备上的应用越来越广泛,基于其平台的程序功能也越来越复杂。于是,在其平台上架构多线程的操作系统已成为越来越多系统设计者的诉求, 本文介绍多线程在S3C2410 上的具体实现过程。

1.2.2 ARM简介

ARM(Advanced RISC Machines),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。1991 年ARM 公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。目前,采用ARM 技术知识产权(IP)核的微处理器,即通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统、军用系统等各类产品市场,基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32 位RISC 微处理器70%以上的市场份额,ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可,由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM 公司购买其ARM 微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。目前全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM 公司的授权,因此既使得ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支

持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场并被消费者所接受,更具有竞争力。

ARM 微处理器一般具有如下特点:

(1)体积小、低功耗、低成本、高性能;

(2)支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集,能很好的兼容8/16 位器件; (3)大量使用寄存器,指令执行速度更快;

(4)大多数数据操作都在寄存器中完成;

(5)寻址方式灵活简单,执行效率高;

(6)指令长度固定。

1.2.3 Linux系统简介

Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最著名的例子。Linux 一般有四个主要部分:内核、Shell、文件结构和实用工具。

(1)Linux内核

内核是系统的心脏,是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。它从用户那里接受命令并把命令送给内核去执行。

(2)Linux Shell

Shell 是系统的用户界面,提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。

实际上Shell 是一个命令解释器,它解释由用户输入的命令并且把它们送到内核。不仅如此,Shell 有自己的编程语言用于对命令的编辑,它允许用户编写由shell 命令组成的程序。Shell 编程语言具有普通编程语言的很多特点,比如它也有循环结构和分支控制结构等,用这种编程语言编写的Shell 程序与其他应用程序具有同样的效果。

(3)Linux 文件结构

文件结构是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。主要体现在对文件和目录的组织上。目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。我们能够从一个目录切换到另一个目录,而且可以设置目录和文件的权限,设置文件的共享程度。

使用Linux,用户可以设置目录和文件的权限,以便允许或拒绝其他人对其进行访问。

(4)Linux 实用工具

标准的 Linux 系统都有一套叫做实用工具的程序,它们是专门的程序,例如编辑器、执行标准的计算操作等。用户也可以产生自己的工具。

实用工具可分三类:

编辑器:用于编辑文件。

过滤器:用于接收数据并过滤数据。

交互程序:允许用户发送信息或接收来自其他用户的信息。

1.3 串口通信的基本任务

(1)实现数据格式化:因为来自CPU 的是普通的并行数据,所以,接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下,接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下,接口要在待传送的数据块前加上同步字符。

(2)进行串---并转换:串行传送,数据是一位一位串行传送的,而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时,首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串接口电路和的重要任务。

(3)控制数据传输速率:串行通信接口电路应具有对数据传输速率-----波特率进行先择和控制的能力。

(4)进行错误检测:在发送接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时,接口电路检查字符的奇偶校验或其他检验码,确定是否发生传送错误。

(5)进行TTL 与EIA 电平转换:CPU 和终端均采用TTL 电平及正逻辑,它们与EIA 采用的电平及负逻辑不兼容,需在接口电路中进行转换。

二、系统分析

串行端口的本质功能是作为CPU 和串行设备间的编码转换器,一般微机内都配有通信适配器,使计算机能够与其他具有RS-232C 串口的计算机或设备进行通信。本系统主要目的是实现宿主机与目标机之间的近距离串行通信, 采用的宿主机是Intel Centrino架构的Red Hat Linux 9.03 环境PC机, 而目标机是ARM 架构的开发板。

本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的S3C2410 ,该开发板采用核心板加底板的模式, 核心板接口采用DIMM200 标准连接器,工作非常可靠,可稳定运行在203 MHz 的时钟频率下。其外设非常丰富,功能强大,完全可以满足设计需要。串口线采用常用的RS-232C 型接口模式,能实现计算机与开发板间的数据传输与控制。嵌入式串口通信采用EIA RS-232C标准。

2.1 RS-232C标准

RS-232C是1969年由电子工业协会(EIA)公布的标准。该标准的用途是定义数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE(Data Communication Equioment)的接口特性。

数据终端设备就是连接通信两端设备的连线(如空MODEM)或其他设备。RS-232C标准的构架如图2.1所示。

RS-232C标准的一些主要规范如下。

(1)电气特性

RS-232C采用非归零、双极性编码,且使用负逻辑规定的逻辑电平:-15~-5V 规定为逻辑“1”。+5~+15V规定为逻辑“0”。信号电平与TTL电平不兼容,

所以需要电平转换电路(通常使用MAX3232转换)。电平转换电路如图2.2所示。

图2.2 RS-232C的电平转换电路

(2)引脚定义

目前广泛的DB9引脚定义如图2.3所示。信号引脚定义的说明见表2.1。

(3)字符(帧)格式

RS-232C采用起止式异步通信协议,其特点是一个字符接着一个字符进行传输,并且传输一个字符总是以起始位开始,以停止位结束,字符之间没有固定的时间间隔要求。其传输格式如图2.4所示,每一个字符的前面都有一位起始位(低电平,逻辑“0”),字符本身有5~8位数据位,接着字符后面是一位校验码(也可以没有校验码),最后是停止位。停止位后面是不定长度的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平(逻辑值“1”),这样就能保证起始位开始处一定有一个下跳沿,便于接受方识别。

图2.4 串行传输的工作原理示意图

从图2.4中可以看出,这种格式是靠起始位和停止位来实现字符的界定或同步的,故称为起止式协议。没有统一的时钟,没有同步字符,依靠起始位和停止位标识每一帧,传输时,数据的地位在前,高位在后。

起始位实际上是作为同步信号附加进来的,当它变为低电平时,告诉接受方传输开始,后面接着是数据位;而停止位则标志一个字符的结束。这样就为通信双方提供了何时开始收发、何时结束的标志。传输开始前,收发双方把所采用的字符格式(包括字符的数据位长度、停止位位数、有无校验位以及是奇校验还是偶校验等)和数据的传输速率进行统一规定。传输开始后,接收设备不断地检测线路,看是否有起始位到来。当收到一系列的“1”(停止位或空闲位)之后,检测到一个下跳沿(由“1”变为“0”),说明起始位出现,起始位经确认后,就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。然后去掉停止位,对数据位进行串并转换,并且经奇偶校验无误后,才算正确地接收到一个字符。一个字符接收完毕,接收设备又继续测试线路,监视“0”电平的到来和下一位字符的开始,直到全部数据传输完毕。

(4)握手协议

RS-232C标准除了规定的字符格式和通信波特率以外,还在数据终端设备DTE和数据通信设备DCE之间定义了一套握手协议。握手协议的过程如图2.5所示。

①DTR:数据终端设备DTE准备就绪。DTE加电并能正确实现通信时,向DCE发出DTR信号。

②DSR:数据通信设备DCE准备就绪。MODEM加电并能正确执行通信功能时,DTE发出DSR信号。

③RTS:请求发送。当DTE有数据需要向另一远程DTE传输时,DTE在检测DSR有效时向本地MODEM发出RTS信号。本地MODEM检测到RTS有效,然后根据目的电话号码向远程MODEM发出呼叫。远程MODEM收到该呼叫,发出回答载波信号。本地MODEM接受到此载波信号,然后向远程MODEM发出原载波信号进行确认,同时向DTE发出数据载波信号DCD。

④DCD:数据载波信号检测。由MODEM发向数据终端设备DTE,表示已检测到对方载波信号。

⑤CTS:允许发送,当一个MODEM辨认出对方MODEM已经准备接收时,使用CTS信号通知自己的DTE,表示这个通信通路已经做好数据传输的准备,允许DTE进行数据发送。至此,通信链路建立,可以通信。

⑥RI:振铃指示。如果MODEM具有自动应答能力,当对方呼叫传来时,MODEM向DTE发出该信号,指示此呼叫。在电话呼叫振铃结束后,MODEM 在DTE已准备好的情况下(即DTR有效),立即向对方自动应答。

(5)双机互连方式

双机可以利用RS-232C通信接口进行直接互连(数据终端设备DTE到DTE),即空MODEM连接。这种形式在嵌入式系统中应用极为广泛。

由于RS-232C标准中有两对硬件握手协议的引线:DTR和DSR、RTS和CTS,根据应用握手协议的机制不同,可分为3种情况:无硬件握手、DTR和DSR握手、RTS和CTS握手。

①无硬件握手情况

无硬件握手的双机互连如图2.6所示。

无硬件握手的连线最简单,只需要3根线,应用比较多。但通信不可靠,接收缓冲区容易溢出。

②DTR和DSR握手情况

DTR和DSR握手的双机互连如图2.7所示。

采用DTR和DSR握手进行发送和接收数据的过程如下(设计算机A接收,计算机B发送):

若计算机A已经准备就绪,则使DTR有效。计算机B通过采集DSR,得知计算机A已经做好接收数据的准备,可以发送数据。若计算机A为准备好,则DTR无效,计算机B通过采集DSR,得知计算机A尚未做好接收数据的准备,停止发送数据。

③RTS和CTS握手情况

RTS和CTS握手的双机互连如图2.8所示。

利用RTS和CTS握手进行发送和接收数据的过程如下(设计算机A接收、计算机B发送):

若计算机A已经准备就绪,则使RTS有效。计算机B通过采集CTS,得知计算机A已经做好接收数据的准备,可以发送数据。若计算机A未准备好,则RTS无效,计算机B通过采集CTS,得知计算机A尚未做好接收数据的准备,停止发送数据。

2.2 系统硬件结构原理

在串口通信的实现过程中,要保证数据传输的可靠性和稳定性, 其硬件设计是必不可少的, 本文中选用S3C2410芯片作为核心器件。S3C2410芯片是SAMGSUNG公司16/ 32位的RISC处理器,采用ARM920 T内核,内部具有2个独立的UART控制器以及分开的16 kB的指令Cache和16 kB数据Cache ,每个控制器支持的最高波特率可达到230. 4 kb/ s。S3C2410芯片的这些特点,为实现在Linux操作系统下计算机与开发板间的串口通信提供了可靠的保证。基于S3C2410的嵌入式串口通信的硬件结构原理如图2.9所示:

宿主机即计算机系统中,在Linux操作系统下编写好串口通信的程序,通过网络ftp下载至目标机即开发板中,在相应的软件控制命令下,通过串行接口线即可实现宿主机与目标机间数据的发送和接收。目标机中电源模块提供了开发板系统工作所需的正常电压,各种数据信息可以通过液晶显示模块及时显示出来,还可以通过键盘控制模块来实现对目标机操作的控制,外扩存储器模块可以由FLASH或SDRAM构成,当然作为一个完整的系统,还必须配有其他外围电路,以保证系统的正常工作

三、串口驱动程序设计

由于嵌入式系统是一个受资源限制的系统,因此不能直接在嵌入式系统硬件上进行编程。作为一个完整的嵌入式系统,其软件设计也是一个很重要的方面。本系统软件的实现是通过串口设置和读写串口等操作来完成宿主机与目标机间的串口通信。

3.1 串口操作需要的头文件

在开发嵌入式Linux串口驱动程序时,需要以下头文件。

#include /*标准输入输出定义*/

#include /*标准函数库定义*/

#include /*UNIX标准函数定义*/

#include

#include

#include /*文件控制定义*/

#include /*POSIX终端控制定义*/

#include /*错误号定义*/

3.2 打开串口

在嵌入式Linux系统中,打开一个串口设备和打开普通文件一样。嵌入式Linux系统下的串口文件通常位于/dev下:串口一为/dev/ttyS0;串口二为/dev/ttyS1。

打开串口时通过使用标准的文件函数open( )来进行操作的,下面假设以读写方式打开串口一。

int fd;//文件描述符

fd=open(“/dev/ttyS0”,O_RDWR);//以读写方式打开串口

if(fd==-1)//如果不能打开串口一

{

perror(“提示错误!”);

}

3.3 串口设置

在Linux 系统中,设备都是以文件的形式表示的,串口参数一般包括波特率、起始位数量、停止位数量等。下面对这些串口参数进行详细说明。

(1)起始位

通信线路上没有数据被传送时,处于逻辑“1”状态。当发送字符数数据是首先发送一个逻辑“0”信号,这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线路传输到接收端,接收端检测到这个低电平之后,就开始准备接收数据位信号。起始位所起的作用就是使通信双方同步。

(2)数据位

当接收端收到起始位后,开始接收数据位。数据位的个数可以是5~8位。在数据传送过程中,数据位从最低有效位开始传送,接收端收到数据后,依次将其转换成并行数据。

(3)奇偶校验位

数据位发送完后,为了保证数据的可靠性,还要传送一个奇偶校验位。奇偶校验用于差错检测。如果选择偶检验,则数据位和奇偶位的逻辑“1”的个数必须为偶数,相反,如果是奇检验,则数据位和奇偶位的逻辑“1”的个数为奇数。

(4)停止位

在奇偶位或数据位(当无奇偶校验时)之后发送停止位。停止位表示一个数据的结束。它可以是1~2位的低电平。接收端收到停止位后,通信线路便恢复逻辑“1”的状态,直到下一个数据的起始位到来。

(5)波特率

通信线路上传输的位(码元)信号都必须保持一致的信号持续时间,单位时间内传送码元的数目称为波特率。对大多数嵌入式设备来说,其波特率都设置为115200。

访问串行口通过对设备文件的访问来实现,仅需打开相应的设备文件。串口的设置主要是设置struct termios 结构体中的各成员值。

#include

struct termio

{

unsigned short c_iflag; /*输入模式标志*/

unsigned short c_oflag; /*输出模式标志*/

unsigned short c_cflag; /*控制模式标志*/

unsigned short c_lflag; /*本地模式标志*/

unsigned char c_line; /*线路规范*/

unsigned char c_cc[NCC]; /*控制特征值*/

}

①波特率设置:

struct termios option;

tcgetattr(fd,&option);

cfsetispeed(&option,B115200);/*设置为115200Bps*/ cfsetospeed(&option,B115200);

tcsetattr(fd,TCANOW,&option);

②检验位设置:

无校验8位:

options.c_cflag &=~PARENB

options.c_cflag &=~CSTOPB;

options.c_cflag &=~CSIZE;

options.c_cflag︱=~CS8;

奇效验(Odd)7位:

options.c_cflag︱=~PARENB;

options.c_cflag &=~PARODD;

options.c_cflag &=~CSTOPB;

options.c_cflag &=~CSIZE;

options.c_cflag︱=~CS7;

偶校验(Even)7位:

options.c_cflag &=~PARENB;

options.c_cflag︱=~OARODD;

options.c_cflag &=~ CSTOPB;

options.c_cflag &=~CSIZE;

options.c_cflag︱=~CS7;

Space校验7位:

options.c_cflag &=~ PARENB;

options.c_cflag &=~CSTOPB;

options.c_cflag &=&~CSIZE;

options.c_cflag︱=~CS8;

③停止位设置:

1位: options.c_cflag &=~CSTOPB;

2位: options.c_cflag︱=CSTOPB;

④模式设置:

需要注意的是,如果不是开发终端之类的,只是串口传输数据,而不需要串口来处理,那么使用原始模式(Raw Mode)方式来通讯。

options.c_lflag &=~(ICANON︱ECHO︱ECHOE︱ISIG);/*Input*/

options.c_oflag &=~OPOST;/*Output*/

3.4 串口读写

在Linux系统中,对设备和目录的操作都等同于文件的操作,这样大大简化

了系统对不同设备的处理,提高了效率。在程序中,设备和文件都是使用文件描述符来进行操作的。文件描述符是一个非负的整数,是一个索引值,并指向内核中每个进程打开文件的记录表。当打开一个现存的文件或者是创建一个新文件时,内核就向进程返回一个文件描述符;当需要读写时也需要将文件描述符作为参数传递给相应的函数。

在Linux系统中,所有的设备文件都位于“/ dev”下,其中串口对应的设备名为“/ dev/ ttyS0”,因此对串口的读写就可以像读写(“read”和“write”) 普通文件一样来读写设备文件,所不同的是需要对串口的其他参数另做配置。

打开串口之后,读写串口就很容易了,把串口当作文件读写就可以了。

(1)发送数据

char butter[1024];

int Length=1024;

int nByte;

nByte=write(fd,buffer,Length);

(2)读取串口数据

使用文件操作read 函数读取,如果设置为原始模式(Raw Mode)传输数据,那么read 函数返回的字符数是实际串口收到的字符数。读取数据时比较需要技巧的。

2020年嵌入式串口通信设计参照模板

***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 嵌入式系统开发技术课程设计 题目:嵌入式串口通信设计 专业班级:通信工程四班 姓名: 学号: 指导教师: 成绩:

嵌入式是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式系统的发展和大规模应用,为了提升系统的整体性能,必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。在实际开发应用中,串口通信是不可缺少的部分。 目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。通过与计算机串口间的接,实现在ARM 平台上,传输速率115200bps,接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端,实现监测。与外部设备通信的基本功能。 关键字:嵌入式系统,串口通信,Linux系统

前言 ------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 - 一、串口通信概述--------------------------------------------------------------------------- - 5 - 1.1 串口通信的原理 ------------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2 串口通信的开发工具 ------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2.1 2410F硬件平台简介---------------------------------------------------------- - 5 - 1.3 串口通信的基本任务 ------------------------------------------------------------ - 8 - 二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 9 - 三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------------- - 17 - 3.1 串口操作需要的头文件 -------------------------------------------------------- - 17 - 3.2 打开串口 -------------------------------------------------------------------------- - 17 - 3.3 串口设置 -------------------------------------------------------------------------- - 18 - 3.4 串口读写 -------------------------------------------------------------------------- - 20 - 3.5 关闭串口 -------------------------------------------------------------------------- - 22 - 四、总结-------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 24 - 附录----------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -

嵌入式系统实验报告-串行通信实验

《嵌入式系统实验报告》 串行通信实验 南昌航空大学自动化学院050822XX 张某某 一、实验目的: 掌握μC/OS-II操作系统的信号量的概念。 二、实验设备: 硬件:PC机1台;MagicARM2410教学实验开发平台台。 软件:Windows 98/2000/XP操作系统;ADS 1.2集成开发环境。 三、实验内容: 实验通过信号量控制2个任务共享串口0打印字符串。为了使每个任务的字符串信息(句子)不被打断,因此必须引入互斥信号量的概念,即每个任务输出时必须独占串口0,直到完整输出字符串信息才释放串口0。 四、实验步骤: (1)为ADS1.2增加DeviceARM2410专用工程模板(若已增加过,此步省略)。 (2)连接EasyJTAG-H仿真器和MagicARM2410实验箱,然后安装EasyJTAG-H仿真器(若已经安装过,此步省略),短接蜂鸣器跳线JP9。 (3)启动ADS 1.2,使用ARM Executable Image for DeviceARM2410(uCOSII)工程模板建立一个工程UART0_uCOSII。(本范例在ADS文件夹中操作) (4)在ADS文件夹中新建arm、Arm_Pc、SOURCE文件夹。将μC/OS 2.52源代码添加到SOURCE文件夹,将移植代码添加到arm文件夹,将移植的PC服务代码添加到Arm_Pc文件夹。 (5)在src组中的main.c中编写主程序代码。 (6)选用DebugRel生成目标,然后编译链接工程。 (7)将MagicARM2410实验箱上的UART0连接跳线JP1短接,使用串口延长线把MagicARM2410实验箱的CZ11与PC机的COM1连接。 注意:CZ11安装在MagicARM2410实验箱的机箱右侧。 (8)PC机上运行“超级终端”程序(在Windows操作系统的【开始】->【程序】->【附件】->【通讯】->【超级终端】),新建一个连接,设置串口波持率为115200,具体设置参考图3.5,确定后即进入通信状态。 (9)选择【Project】->【Debug】,启动AXD进行JTAG仿真调试。 (10)全速运行程序,程序将会在main.c的主函数中停止(因为main函数起始处默认设置有断点)。 (11)可以单步运行程序,可以设置/取消断点,或者全速运行程序,停止程序运行,在超级终端上观察任务0和任务1的打印结果。 五、实验结论与思考题(手写,打印无效): 1、如果任务0删除语句“OSSemPost(UART0_Sem);”,那么程序还能完全正常无误运行么?如果发生异常会出现什么现象?

嵌入式_USART 串口通讯

USART 串口通讯-存储池方式 【实验目的】 学习USART的特性及功能 学习USART 串口通讯的使用 【实验原理】 1. USART介绍 通用同步异步收发器(USART)提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行 数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。它支持同步单向通信和半双工单线通信,也支持LIN(局部互连网),智能卡协议和IrDA(红外数据组织)SIR ENDEC规范,以及调制解调器(CTS/RTS)操作。它还允许多处理器通信。使用多缓冲器配置的DMA方式,可以实现高速数据通信。 2. USART特性 全双工的,异步通信 标准格式 分数波特率发生器系统 ─发送和接收共用的可编程波特率,最高达 4.5Mbits/s 可编程数据字长度(8位或9位) 可配置的停止位-支持1或2个停止位 LIN主发送同步断开符的能力以及LIN从检测断开符的能力 ─当USART硬件配置成LIN时,生成13位断开符;检测10/11位断开符发送方为同步传输提供时钟 编码器解码器 ─在正常模式下支持3/16位的持续时间 智能卡模拟功能 ─智能卡接口支持ISO7816-3标准里定义的异步智能卡协议 ─智能卡用到的0.5和 1.5个停止位 单线半双工通信 可配置的使用DMA的多缓冲器通信 ─在SRAM里利用集中式DMA缓冲接收/发送字节 单独的发送器和接收器使能位 检测标志 ─接收缓冲器满 ─发送缓冲器空 ─传输结束标志 校验控制 ─发送校验位 ─对接收数据进行校验 四个错误检测标志 ─溢出错误通用同步异步收发器(USART) ─噪音错误 ─帧错误

嵌入式UART接口模块的设计

嵌入式UART接口模块的设计 引言 在计算机的数据通信中,外设一般不能与计算机直接相连,它们之间的信息交换主要存在以下问题: (1)速度不匹配。外设的工作速度和计算机的工作速度不一样,而且外设之间的工作速度差异也比较大。 (2)数据格式不匹配。不同的外设在进行信息存储和处理时的数据格式可能不同,例如最基本的数据格式可分为并行数据和串行数据。 (3)信息类型不匹配。不同的外设可能采用不同类型的型号,有些是模拟信号,有些是数字信号,因此采用的处理方式也不同。 为了解决外设和计算机之间的信息交换问题,即需要设计一个信息交换的中间环节接口。UART控制器是最常用的接口。 通用异步收发器(UniversalAsynchrONousReceiv2er/Transmitter,UART)是辅助计算机与串行设备之间的通信,作为RS232通信接口的一个重要的部分,目前大部分的处理器都集成了UART。 1 UART的数据格式 UART的数据传输格式。 图1 UART的数据传输格式 由于数字图像亚像素在计算机中是用8位二进制表示,因此UART传输的有效数据位为8位。传输线在空闲时为高电平,因此有效数据流的开始位设为0。 接着传输8位有效数据位,先从最低位开始传送。奇偶检验位可以设置为奇检验、偶校验或者不设置校验位,由于本系统使用的传输速率不高,为了加快开发进程,减少电路面积,因此没有设计奇偶检验模块,数据流中不设奇偶检验位。最后停止位为高电平。 2 UART的基本结构 设计的UART主要由UART内核、信号检测器、移位寄存器移位寄存器、波特率发生器和计数器组成,。 图2 UART基本结构 UART各个功能模块的功能如下文所述。 2.1 信号检测器模块 信号检测器用于对RS232的输入信号进行实时监测,一旦发现新的数据则立即通知UART 内核。信号检测器的仿真波形。 图3 信号检测器仿真波形图 其中,RxD第一次为低时,new_data信号阐述输出,之后RxD又变低,但由于信号检测器处于锁定状态,所以new_data信号并没有输出;最后,reset_n信号将信号检测器复位,RxD再次变低时,new_data又有输出。可见信号检测器的实现完全正确,其功能完全符合设计要求。 2.2 移位寄存器模块 移位寄存器模块的作用是存储输入或者输出数据。 当UART接收RS232输入时,移位寄存器在波特率模式下采集RS232输入信号,且保存结果;当进行RS232输出时,UART内核首先将数据加载到移位寄存器内,再使移位寄存器在波特率模式下将数据输出到RS232输出端口上。移位寄存器的仿真波形图。关键字:嵌入式嵌

基于linux的嵌入式串口通信

天津电子信息职业技术学院 嵌入式软件编程》课程报告 课程名称:基于linux 的嵌入式串口通信 课程代码:115229 姓名:甘琦 学号:48 专业:物联网应用技术 班级:物联S14-1 完成时间:2016 年10 月28 日

目录 摘要 (1) 前言 (2) 一、嵌入式串口通信概述 (2) 1.1嵌入式串口通信的原理 (2) 1.2嵌入式串口通信的开发工具 (2) 1.2.1 ............................................................. CC2530 功耗 2 1.2.2........................................................... ARM 简介 3 1.2.3................................................................ L inux 系统简介 3 1.3嵌入式串口通信的基本任务 (4) 1.4嵌入式串口通信协议及实现 (4) 二、RS-232C 标准 (5) 2.1引脚定义 (5) 2.2字符(帧)格式 (6) 2.3握手协议 (8) 2.4双机互连方式 (9) 2.4.1无硬件握手情况 (9) 2.4.2 .................................................................. DTR 和DSR握手情况9 三、嵌入式串口驱动程序设计 (10) 3.1嵌入式串口操作需要的头文件 (10) 3.2打开串口 (10) 3.3串口设置 (11) 3.4串口读写 (13) 3.5关闭串口 (14) 四、源程流程图 (15) 五、源程序代码 (15) 总结 (19)

基于linux的嵌入式串口通信

天津电子信息职业技术学院《嵌入式软件编程》课程报告 课程名称:基于linux的嵌入式串口通信 课程代码:115229 姓名:甘琦 学号:48 专业:物联网应用技术 班级:物联S14-1 完成时间:2016 年10 月28日

目录 摘要 (1) 前言 (2) 一、嵌入式串口通信概述 (2) 1.1 嵌入式串口通信的原理 (2) 1.2 嵌入式串口通信的开发工具 (2) 1.2.1 CC2530功耗 (2) 1.2.2 ARM简介 (3) 1.2.3 Linux系统简介 (3) 1.3 嵌入式串口通信的基本任务 (4) 1.4嵌入式串口通信协议及实现 (4) 二、 RS-232C标准 (5) 2.1引脚定义 (5) 2.2 字符(帧)格式 (6) 2.3握手协议 (8) 2.4 双机互连方式 (9) 2.4.1无硬件握手情况 (9) 2.4.2 DTR和DSR握手情况 (9) 三、嵌入式串口驱动程序设计 (10) 3.1 嵌入式串口操作需要的头文件 (10) 3.2 打开串口 (10) 3.3 串口设置 (11) 3.4 串口读写 (13) 3.5 关闭串口 (14) 四、源程流程图 (15) 五、源程序代码 (15) 总结 (19)

摘要 随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统以其可靠性强、体积小、专用性、成本低等特性得到日益广泛的应用。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。与此同时,一个独立的嵌入式系统的功能缺陷也逐渐暴露出来。新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展,标准和统一的TCP/IP通信协议是独立于任何厂家的硬件的,因此嵌入环境下的实时网络通信成为嵌入计算技术研究的重点和热点。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。 关键词:嵌入式串口通信 2410F

嵌入式课程设计--_串口通信

摘要 (2) 1、绪论 (2) 1.1目的和意义 (2) 1.2设计内容 (2) 2、设计方案 (3) 2.1方案选择 (3) 2.1.1S3C2410X 串行通讯(UART)单元 (3) 2.1.2 波特率的产生 (3) 2.1.3 UART 通信操作 (4) 2.1.4 UART 控制寄存器 (4) 2.1.5 RS232 接口电路 (5) 3、硬件设计 (6) 3.1Embest EduKit-III 实验平台 (6) 3.2ULINK2 仿真器套件,PC 机 (6) 4、软件设计 (6) 4.2程序流程图设计 (7) 4.3调试运行结果 (7) 5、总结与体会 (8) 参考文献 (9)

摘要 为了掌握嵌入式技术,就应该学习以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。本设计采用ARM原理和C语言程序设计的,设置S3C2410X 处理器 UART 相关控制寄存器和ARM 处理器系统硬件电路中 UART 接口,利用Embest EduKit-III 实验平台实现S3C2410X处理器和PC机的结合。 关键字: Embest EduKit-III 实验平台;S3C2410X 串行通讯(UART)单元;UART 控制寄存器;串口通信

1、绪论 1.1目的和意义 串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。为了顺应当今世界技术革新的潮流,了解、学习和掌握嵌入式技术,就必然要学习和掌握以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。 1.2设计内容 本设计采用Embest EduKit-III 实验平台实现,通过EmbestIDE Pro for ARM 软件编写程序,仿真调试。实现实验平台与PC的串口通信。通过PC的超级终端显示接受的结果。

嵌入式串口通信设计

湖南文理学院 课程设计报告 课程名称:嵌入式系统课程设计 专业班级:通信工程11101班学号(2位)学生姓名:石春波 指导教师:王丽娟 完成时间:2014年6月5日 报告成绩: 湖南文理学院制

嵌入式Linux 系统的串口通信研究

摘要 嵌入式是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式系统的发展和大规模应用,为了提升系统的整体性能,必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。在实际开发应用中,串口通信是不可缺少的部分。 目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。通过与计算机串口间的接,实现在ARM 平台上,传输速率115200bps,接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端,实现监测。与外部设备通信的基本功能。 关键字:嵌入式系统,串口通信,Linux系统

目录 前言------------------------------------------------------------------------------------------------ - 3- 一、串口通信概述 ----------------------------------------------------------------------- - 4 - 1.1 串口通信的原理 ----------------------------------------------------------------- - 4 - 1.2 串口通信的开发工具 -------------------------------------------------------- - 4 - 1.2.1 2410F硬件平台简介------------------------------------------------------- - 5 - 1.2.2 ARM简介------------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2.3 Linux系统简介------------------------------------------------------- - 6 - 1.3 串口通信的基本任务 -------------------------------------------------------- - 7 - 二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 8- 2.1 RS-232C标准--------------------------------------------------------------- - 8 - 2.2 系统硬件结构原理------------------------------------------------------- - 15 - 三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------- - 16 - 3.1 串口操作需要的头文件 --------------------------------------------------- - 16 - 3.2 打开串口--------------------------------------------------------------------------- - 16 - 3.3 串口设置--------------------------------------------------------------------------- - 17 - 3.4 串口读写--------------------------------------------------------------------------- - 19 - 3.5 关闭串口--------------------------------------------------------------------------- - 21 - 四、总结 -------------------------------------------------------------------------------------- - 22 - 参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 附录 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 24 -

嵌入式课设——串口通信

****************** 实践教学 ****************** 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 嵌入式系统开发技术课程设计 题目:嵌入式串口通信的设计 专业班级:通信工程(1)班 姓名: 学号: 指导教师: 成绩:

目录 摘要 (1) 前言 (2) 一、串口通信概述 (3) 1.1通信方式 (3) 1.2串口通信 (3) 1.3串口通信的原理 (4) 1.4串口通信的基本任务 (4) 1.5串口通信的开发工具 (4) 1.5.1开发平台2410F的硬件简介 (5) 1.5.2 ARM简介 (5) 1.5.3 Linux系统简介 (5) 1.6系统硬件结构原理 (6) 1.7串口通信协议及实现 (7) 1.8串行接口标准 (7) 二、串口通信程序设计流程 (9) 2.1总体程序设计流程图 (9) 2.2串口操作需要的头文件 (10) 2.3打开串口 (10) 2.4串口设置 (10) 2.5串口读写 (13) 2.6关闭串口 (15) 三、设计结果与测试 (16) 3.1编写串口通信的程序serial_com.c (16) 3.2硬件配置 (16) 3.3串口通信测试 (17) 总结 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录 (22)

摘要 嵌入式系统(Embedded System)在于结合微处理器或微控制器的系统电路与其专用的软件,来达到系统运作效率成本的最优化。本课程设计就是基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法,并分析了串口驱动的开发方法。该系统的硬件主体设计以三星S3C2410 处理器为核心控制器件,实现连接PC机、ARM9-2410开发板、仿真器,实现串行通信,传输速率为115200bps,接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端,实现在ARM 平台上与外部设备进行串口通信的基本功能。 关键词:嵌入式系统;串口通信;Linux系统

uCOSII的嵌入式串口通信模块设计

uCOS-II的嵌入式串口通信模块设计 在嵌入式应用中,使用RTOS的主要原因是为了提高系 统的可靠性,其次是提高开发效率、缩短开发周期。uCOS-II是一个占先式实时多任务内核,使用对象是嵌 入式系统,对源代码适当裁减,很容易移植到8~32位不同框架的微处理器上。但uCOS-II仅是一个实时内核, 它不像其他实时操作系统(如嵌入式Linux)那样提供给 用户一些API函数接口。在uCOS-II实时内核下,对外设的访问接口没有统一完善,有很多工作需要用户自己去 完成。串口通信是单片机测控系统的重要组成部分,异 步串行口是一个比较简单又很具代表性的中断驱动外设。本文以单片机中的串口为例,介绍uCOS—II下编 写中断服务程序以及外设驱动程序的一般思路。 1 uCOS-II的中断处理及51系列单片机中断系统分析 uCOS-II中断服务程序(ISR)一般用汇编语言编写。 以下是中断服务程序的步骤。 保存全部CPU寄存器;调用OSIntEnter()或OSIntNesting(全局变量)直接加1; 执行用户代码做中断服务; 调用OSIntExit();

恢复所有CPU寄存器; 执行中断返回指令。 uCOS-II提供两个ISR与内核接口函数;OSIntEnter ()和OSIntExit()。OSIntEnter()通知uCOS-II核,中断服务程序开始了。事实上,此函数做的工作是把一 个全局变量OSIntNesting加1,此中断嵌套计数器可以 确保所有中断处理完成后再做任务调度。另一个接口函 数OSIntExit()则通知内核,中断服务已结束。根据相应情况,退回被中断点(可能是一个任务或者是被嵌套的中断服务程序)或由内核作任务调度。 用户编写的ISR必须被安装到某一位置,以便中断 发生后,CPU根据相应的中断号运行准确的服务程序。 许多实时操作系统都提供了安装和卸载中断服务程序的API接口函数,但uCOS-II内核没有提供类似的接口函数,需要用户在对CPU的移植中自己实现。这些接口函数与 具体的硬件环境有关,接下来以51单片机下的中断处理对此详细说明。 51单片机的中断基本过程如下:CPU在每个机器周 期的S5P2时刻采样中断标志,而在下一指令周期将对采样的中断进行查询。如果有中断请求,则按照优先级高

基于S3C2410的嵌入式串口通信设计

基于S3C2410的嵌入式串口通信设计 刘智国 张海春 摘要: 本文通过基于S3C2410的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串行通信的硬件电路和软件实现方法。该系统的硬件主体设计以三星 S3C2410处理器为核心控制器件,通过与计算机串口间的连接以及单片机通信软件的分层设计,实现在ARM 平台上访问外部设备的基本功能。 关键字: 嵌入式系统;S3C2410;串口通信 中图分类号: TP368 文献标识码:B Design of Embedded Serial Communication Based on S3C2410 Liu Zhiguo Zhang Haichun Abstract: In this paper, based on the S3C2410 the realization of embedded serial communication, according to the embedded system software and hardware structure, a more detailed description of the serial communication hardware and software methods. The system hardware design to the main processor as the core of Samsung S3C2410 control devices, with the computer serial port connection between the microcontroller and communications software layered design, and the ARM platform access to external device's basic functions. Keywords: embedded system;S3C2410 ; serial communication 1 S3C2410硬件平台简介 S3C2410是韩国三星公司生产的新一代高性能微处理器,它是基于ARM920T内核的16/32位RISC处理器,主要应用于嵌入式系统中。 S3C2410拥有强大的数据处理能力,又有着低成本,低功耗等优点,在各种手持及移动设备上的应用越来越广泛,基于其平台的程序功能也越来越复杂。于是,在其平台上架构多线程的操作系统已成为越来越多系统设计者的诉求,本文介绍多线程在S3C2410上的具体实现过程。 2 系统结构分析 串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器,一般微机内都配有通信适配器,使计算机能够与其他具有RS 232C 串口的计算机或设备进行通信。本系统主要目的是实现宿主机与目标机之间的近距离串行通信,采用的宿主机是Intel X86 架构的Red Hat Linux 9.03 环境PC 机,而目标机是ARM 架构的开发板。 本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的S3C2410 ,该开发板采用核心板加底板的模式,核心板接口采用DIMM 200 标准连接器,工作非常可靠,可稳定运行在203 MHz 的时钟频率下。其外设非常丰富,功能强大,完全可以满足设计需要。串口线采用常用的RS 232C 型 接口模式,能实现计算机与开发板间的数据传输与控制。 3 系统硬件结构原理 串行通信可以在DOS 或Windows环境下进行,可以用汇编或高级语言编写通信程序, 本文介绍如何在Linux操作系统下来实现串口间的通信。 在串口通信的实现过程中,要保证数据传输的可靠性和稳定性, 其硬件设计是必不可少的, 本文中选用S3C2410 芯片作为核心器件。S3C2410芯片是SAMSUNG公司16/32位的RISC处理器,采用ARM920T内核,内部具有2 个独立的UART 控制器以及分开的16 kB的指令Cache 和16 kB 数据Cache ,每个控制器支持的最高波特率可达到230.4 kb/s 。S3C2410 芯片的这些特点,为实现在Linux 操作系统下计算机与开发板间的串口通信提供了可靠的保证。基于 S3C2410 的嵌入式串口通信的硬件结构原理如图1所示。

嵌入式系统中串口通信帧的同步方法

嵌入式系统中串口通信帧的同步方法 21ic 引 言 串口通信是日前单片机和DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或16位的CPU,不仅要完成主流程的工作,同时还要处理随时发生的各种中断,因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与PC 机有很大的不同。若嵌入式系统中.中断服务子程序在系统运行过程中占用了较多的时间,就有可能在中断眼务子程序正运行时,又产生一个同类型或其他类型的中断,从而造成主程序得不到执行或后续中断数据丢失。所以,嵌入式系统中的串口通信虽然看似简单,但其中仍有许多问题值得研究,例如串口通信过程中的帧同步问题。本文针对该问题给出了逐次比较、基于FIFO 队列和基于状态机的3种帧同步方法。通过测试、分析和比较得出,基于有限状态机的方法是嵌入式系统串口通信中很有效的帧同步方法,同时也是一种很不错的串口通信程序设计结构。 1 1 串口通信的数据帧结构串口通信的数据帧结构串口通信的数据帧结构 现代工业控制,往往需要由多个独立的控制模块来共同完成。它们之间通过串口通信完成复杂的控制过程,必须在通信过程中加入必要的通信协议,以提高系统的可靠性和稳定性;而要完成特定的通信协议,就得有一定的同步机制。下面介绍一下简化的串口通信数据帧结构,以便分析说明嵌入式系统串口通信过程中的帧同步方法。 假定串口发送的数据帧结构为: 其中:包头用于同步,一般是一个或多个ASCII 字符,本文中假定数据帧同步头有2字节(0xAA、0x55);包长表示数据包中除去包头和包长的字节数,一般用约定好的几个字节表示;类型为通信协议里规定的命令类型;数据为应发送的主要信息;校验通常采用单字节“异或”的方法。 2 2 串口通信中的帧同步方法串口通信中的帧同步方法串口通信中的帧同步方法 2.1 1 逐次比较的帧同步方法逐次比较的帧同步方法逐次比较的帧同步方法 首先等待串口数据,将接收到的第1个字节数据与约定好的包头信息的第1个字节进行比较。如果不正确,则等待新字节,直到接收的数据与包头信息的第1个字节相同。第1个字节比较正确以后,将收到的第2个字节与包头信息的第2个字节进行比较。如果仍然正确,则说明串口接收已经同步,可以开始接收数据帧中的数据部分;否则,重新开始同步过程。其程序流程如图1所示。

基于ARM的串口通信系统的设计方案

目录 摘要 (1) 1 设计目的 (1) 2 设计要求 (1) 3 设计内容 (2) 3.1 S3C2410与串口通信概述 (2) 3.1.1S2C2410处理器概述 (2) 3.1.2串口通信 (3) 3.2方案设计 (4) 3.3电路设计 (4) 3.3.1 电源设计 (4) 3.3.2晶振电

5 3.3.3复位电路 (6) 3.3.5存储器设计 (6) 3.3.4JTAG接口 (6) 3.3.6串口电路 (7) 3.4软件设计 (8) 3.4.1 Boot loader 工作原理 (8) 3.4.2第一阶段 (9) 3.4.1第二阶段 (1) 总结与致谢 (11) 参考文献············································································································· (12)

摘要 串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。 串行端口的本质功能是作为 CPU 和串行设备间的编码转换器,一般微机内都配有通信适配器,使计算机能够与其他具有RS 232 串口的计算机或设备进行通信。 本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的 S3C2410 ,工作非常可靠,可稳定运行在 203 MHz 的时钟频率下。其外设非常丰富,功能强大,完全可以满足设计需要。串口线采用常用的 RS 232 型接口模式,能实现计算机与开发板间的数据传输与控制。 关键词:ARM;串口通信;串行端口;RS 232

嵌入式实验四:串口传输实验

实验报告 课程名称嵌入式系统设计 实验仪器清华同方辰源嵌入式系统实验箱 实验名称实验四:串口传输实验 系别计算机学院 专业计算机科学与技术 班级/学号 学生姓名 实验日期 成绩 指导教师

实验四:串口传输实验 一、实验问题回答 (1)本实验引入了Send和Receive两个变量表示上传或下传数据,用状态机怎么实现? 答:switch(oledkey[0]) { case 'F': state=1; //Receive = 1; //Send = 0; break; case 'E': state=2; //Send = 1; //Receive = 0; break; switch(state) { case 0: break; case 1: recive(); break; case 2: send(); break; (2)了解串口通讯原理。 答:串口按位(bit)发送和接收字节,串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口,这些参数必须匹配。 1、51系列单片机的串口有4个模式,可分别用作串并转换、并串转换、异步串行通信(2种模式)。异步串行通信中,有1+8+1和1+8+1+1两种帧格式,多机通信是特殊的通信方式。 2、基本原理是两组移位寄存器。将并行通信转换成串行通信模式(发送部分),或反之(接收部分)。可全双工运行。 3、速度通过移位脉冲决定。具体一般通过定时器1的自动装载模式产生的溢出脉冲给出。 4、电平上采用的是CMOS逻辑。

5、以上是物理层和数据链路层的单片机串口模块的约定,其他层需要软件人员根据需要自行把握。另外,电平需要根据实际通信环境做变换,如232、485或红外等。 (3)了解在上位机(PC端)端,C程序中如何调用串口? 答:#include #include HANDLE hCom; int main(void) { hCom=CreateFile(TEXT("COM3"),//COM1口 GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //允许读和写 0, //独占方式 NULL, OPEN_EXISTING, //打开而不是创建 0, //同步方式 NULL); if(hCom==(HANDLE)-1) { printf("打开COM失败!\n"); return FALSE; } else { printf("COM打开成功!\n"); } SetupComm(hCom,1024,1024); //输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024 COMMTIMEOUTS TimeOuts; //设定读超时 TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000; TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500; TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000; //设定写超时 TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500; TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000; SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); //设置超时 DCB dcb; GetCommState(hCom,&dcb); dcb.BaudRate=9600; //波特率为9600

嵌入式串口通信的设计

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 嵌入式系统开发技术课程设计 题目:嵌入式串口通信的设计 专业班级:通信工程三班 姓名: 学号: 指导教师:张玺君 成绩:

摘要 随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统以其可靠性强、体积小、专用性、成本低等特性得到日益广泛的应用。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。与此同时,一个独立的嵌入式系统的功能缺陷也逐渐暴露出来。新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展,标准和统一的TCP/IP通信协议是独立于任何厂家的硬件的,因此嵌入环境下的实时网络通信成为嵌入计算技术研究的重点和热点。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。 关键词:嵌入式串口通信 2410F

目录 前言 (1) 一、串口通信概述 (2) 1.1 串口通信的原理 (2) 1.2 串口通信的开发工具 (2) 1.2.1 CC2530功耗 (2) 1.2.2 ARM简介 (3) 1.2.3 Linux系统简介 (3) 1.3 串口通信的基本任务 (4) 1.4串口通信协议及实现 (4) 二、 RS-232C标准 (6) 2.1引脚定义 (6) 2.2 字符(帧)格式 (7) 2.3握手协议 (8) 2.4 双机互连方式 (10) 2.4.1无硬件握手情况 (10) 2.4.2 DTR和DSR握手情况 (10) 三、串口驱动程序设计 (12) 3.1 串口操作需要的头文件 (12) 3.2 打开串口 (12) 3.3 串口设置 (12) 3.4 串口读写 (15) 3.5 关闭串口 (16) 四、源程流程图 (18) 五、源程序代码 (19) 参考文献 (20) 总结 (22)

串口通信工具的设计与实现--中文翻译

串口通信 本文介绍基于项目的嵌入式开发框架背后的概念?并介绍它如何用于 IT 项目开发。 因为有许多相同设计和开发工作在不同的方式下重复?而且并不总是符合最佳实践?所 以许多开发框架建立了。我们已经定义了共同关注的问题和应用模式?代表有效解决办 法的工具。开发框架提供? (1)从用户界面到数据集成的应用程序开发堆栈? (2) 一个架构?基本环境及他们的相关技术?这些技术用来使用其他一些框架。架 构定义了一个开发方法?其目的是协助客户开发项目。 软件工具包用来进行复杂的空间动态系统的非线性分析越来越多地使用基于 Web 的网络平台?以实现他们的用户界面?科学分析?分布仿真结果和科学家之间的信息交流。对于许多应用系统基于 Web 访问的非线性分析模拟软件成为一个重要组成部分。 网络硬件和软件方面的密集技术变革提供了比过去更多的自由选择机会。因此?WEB 平台的合理选择和发展对整个地区的非线性分析及其众多的应用程序具有越来越重要 的意义。现阶段的 WEB 发展的特点是出现了大量的开源框架。框架将 Web 开发提到一 个更高的水平?使基本功能的重复使用成为可能和从而提高了开发的生产力。 在某些情况下?开源框架没有提供常见问题的一个解决方案。出于这个原因?开发 在开源框架的基础上建立自己的项目发展框架。本文旨在描述是一个基于 Linux的框架?该框架利用了开源框架并有助于开发基于 Web 的应用。通过分析现有的开源框架?本 文提出了新的架构?基本环境及他们用来提高和利用其他一些框架的相关技术。架构定 义了自己开发方法?其目的是协助客户开发和事例项目。 应用程序设计应该关注在项目中的重复利用。即使有独特的功能要求?也有常见的 可用模式使用?这使得它们的设计和开发能重用。本文介绍了一个“自定义”框架?这个框架用来定义能被开发者使用的相同的应用问题和定义设计模式。这个框架?我们将称 之为某某开发框架?提供了一套模式和工具?建立了行业最佳实践?使之适合常见的应 用问题。它提供了一个从表示到集成的应用程序开发堆栈。本文阐明了这些应用问题和 模式?工具和行业最佳实践。某某开发框架可以根据各种项目的需求进行定制。它的开 发和配置是基于诸如 Struts、Spring、Hibernate 和 JUnit 之类的各种框架和工具。 11 Web 应用程序有各种设计问题?如表现?商业逻辑?数据存取和安全性。不同的代 码层的分离设计有如下几个方面的优势?如?便于维修?实施良好设计模式的能力?选 择专门的工具的能力和具体问题的解决技术。将一个项目进行层与层之间的分离导致了 这些层之间的依赖关系。例如?一个简单的使用案例?它涉及数据的输入和查询通常必 须整合表示?业务逻辑和数据访问以达到所需的功能。因此?必须有一个明确的策略来 管理这些依赖关系。开发框架包括设计模式?可复用的代码和配置文件?使开发框架尽 可能地容易的被使用。这一框架使用 Spring 的反向控制来管理相依。Spring 框架提供了一种方法整合各层成为一个应用项目。它通过 Spring 应用上下文来完成这一目标?这是一个对象之间管理依赖策略。Spring 使用的依赖注入和拦截技术介绍如下。 我们所写的代码依赖于使用的对象。它负责创建这些对象。这可能导致紧耦合的? 但我们希望我们的代码是松散耦合。依赖注入是一个技术?可以帮助我们实现这一目标。依赖注入是反向控制(IOC)的一种形式。当应用程序使用依赖注入时?代码将变得更加

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