第五讲GPIO配置与UART串行通信
简要描述gpio的配置步骤
简要描述gpio的配置步骤GPIO（General Purpose Input/Output）是一种常见的外部设备接口，用于将数字信号引出到可以连接其他设备的引脚。
在很多嵌入式系统中，GPIO接口是非常重要的，它可以与各种传感器、执行器和其他外围设备进行通信。
本文将简要描述GPIO的配置步骤。
1.硬件选型：在使用GPIO之前，首先需要确定所需的硬件选型。
选型过程中需要考虑的因素包括GPIO的数量、电压需求、输入/输出电流能力、支持的通信协议等。
2.建立电路连接：根据硬件选型结果，将选定的GPIO引脚与所需的设备进行物理连接。
连接过程中需要注意引脚的电压、电流限制，并确保正确连接。
3.确定引脚功能：每个GPIO引脚都可配置为输入或输出。
在使用GPIO之前，需要确定每个引脚的功能，即是作为输入还是输出。
4.配置输入引脚：如果一些引脚需要作为输入，需要配置输入模式并设置输入电平的触发条件。
触发条件可以是上升沿、下降沿、边沿触发等。
5.配置输出引脚：如果一些引脚需要作为输出，首先需要配置输出模式。
然后可以通过控制输出的高低电平来与其他设备进行通信。
6.编程控制：一旦GPIO引脚的功能和模式设置完成，就可以通过编程控制GPIO引脚的输入和输出了。
编程语言和平台不同，控制GPIO的方式也有所不同。
在Linux系统中，可以使用sysfs接口或Linux内核提供的GPIO子系统进行控制。
在嵌入式系统中，可以通过寄存器操作控制GPIO引脚。
7.读取输入：如果一个GPIO引脚被配置为输入，可以通过编程方式读取该引脚的输入电平。
根据读取的值，可以采取相应的操作。
8.设置输出：如果一个GPIO引脚被配置为输出，可以通过编程方式设置该引脚的输出电平。
根据设置的值，可以控制相应的设备进行操作。
9.设置中断：GPIO引脚支持中断功能，可以在引脚状态发生变化时触发中断。
通过设置中断，可以实现异步通信和事件驱动。
10.调试和测试：在配置和使用GPIO期间，可能会出现一些问题。
单片机UART通信实现
单片机UART通信实现在单片机系统中，UART（通用异步收发器）通信是一种常见的串口通信方式。
通过UART通信，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
本篇文章将介绍如何使用单片机实现UART通信，并提供相应的代码示例。
一、UART通信原理UART通信是一种串行通信方式，其中数据按照位的形式依次传输。
UART接口包括发送端和接收端，发送端将要传输的数据通过串行方式发送出去，接收端将接收到的数据按位恢复为原始数据。
通信的核心是波特率，即数据传输的速度。
发送端和接收端必须以相同的波特率进行通信，以确保数据的正确传输。
二、单片机UART通信的硬件连接实现单片机UART通信的关键是正确连接相应的硬件。
典型的单片机UART通信硬件连接如下：发送端：- 单片机的TX（发送）引脚连接到外部设备的RX（接收）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚接收端：- 单片机的RX（接收）引脚连接到外部设备的TX（发送）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚三、单片机UART通信的软件实现在软件方面，需要编写相应的代码来配置单片机的UART通信模块。
以下是一个示例代码，用于实现基本的UART通信功能。
```c#include <reg51.h>#define BAUDRATE 9600 // 波特率设置为9600bpsvoid uart_init(){TMOD = 0x20; // 设置定时器1为8位自动重装模式TH1 = -(256 - (11059200 / 12 / 32) / BAUDRATE); // 设置波特率TL1 = TH1; // 初始化定时器1的初值TR1 = 1; // 启动定时器1SCON = 0x50; // 标识为8位UART模式EA = 1; // 允许全局中断ES = 1; // 允许串口中断}void uart_send(unsigned char dat)SBUF = dat; // 将数据写入发送寄存器 while (!TI); // 等待发送完毕TI = 0; // 清除发送完成标志}unsigned char uart_receive(){while (!RI); // 等待接收完毕RI = 0; // 清除接收标志return SBUF; // 返回接收到的数据}void main(){unsigned char data;uart_init(); // 初始化UART通信模块 while (1)data = uart_receive(); // 接收数据uart_send(data); // 发送接收到的数据}}```以上代码是基于8051系列单片机的实现示例，具体的单片机型号和编程语言可能有所不同，但基本原理是相同的。
uart串口发送和接受的程序的实现原理
UART串行端口传输和接收程序工作像繁忙的邮政办公室为你的数据！它遵循UART（UART）通用同步接收器、传输器（Transmitter）协议，其中数据以特定baud速率的节奏舞蹈比特发送，开始和停止比
特引导方向。
当您想要将数据发送到世界时，程序首先会设置带有正
确baud率和其他配置的UART模块，然后它会欢快地将您的数据丢
入传输缓冲器。
从那里，UART硬件接管，刷刷你的数据并发送出来在TX针，遵循所有的规则和设置你已经规定。
这就像一个精心编程的表演，与你的数据占据中心阶段！
基本上，UART模块总是在检查RX针上的任何线程数据。
一旦它检
测到一个起始位，它开始根据指定的baud速率抓取其余位。
在获得
包括开始和停止位数在内的整个数据包后，它会保存接收缓冲中的所
有数据。
程序可以从接收缓冲器中获取数据来查看里面有什么。
处理任何潜在的错误，如框架错误或等值错误，在接收过程中可能出现，
也是非常重要的。
UART串行端口传输和接收程序的实施遵循UART协议的原则和政策，促进设备之间的数据交换。
程序精心配置了UART模块，其中包含关于baud率，数据比特，stop比特，以及等价的具体参数，并认真遵
守了规定的准则。
随后，要传输的数据被有效存储并写入UART传输缓冲器。
接收后，从接收缓冲中勤勉地检索数据，确保UART模块准确处理并存储了iing数据。
通过坚持规定的UART协议和有条不紊地
配置UART模块，程序按照既定的政策和指令，有效建立了设备间连续免疫的可靠和安全的通道。
uart串口通信协议
UART串口通信协议1. 引言串行通信是在计算机和外设之间传输数据的一种常见方式，而UART（通用异步收发传输器）是其中一种广泛使用的串口通信协议。
UART串口通信协议在各种领域中被广泛应用，例如嵌入式系统、通信设备等。
本文将介绍UART串口通信协议的基本原理、数据格式和常见应用场景。
2. 基本原理UART串口通信协议采用异步通信方式，通过单个数据线进行数据传输。
通信的两个设备之间共享一个时钟信号，其中一个设备充当发送器（Transmitter），另一个设备充当接收器（Receiver）。
发送器将数据按照一定规则发送到数据线上，接收器则根据相同的规则从数据线上接收数据。
UART串口通信协议的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.确定波特率（Baud Rate）：波特率是指单位时间内传输的位数，常见的波特率有9600、115200等。
发送器和接收器必须使用相同的波特率才能正常通信。
2.确定数据位数（Data Bits）：数据位数指的是每个数据包中实际传输的位数，通常为5、6、7或8位。
3.确定奇偶校验位（Parity Bit）：奇偶校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。
奇偶校验可以分为奇校验和偶校验两种方式，发送器和接收器必须使用相同的奇偶校验方式。
4.确定停止位（Stop Bits）：停止位用于标识每个数据包的结束，通常为1或2位。
3. 数据格式UART串口通信协议中的数据包由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
其中，起始位和停止位的逻辑电平分别为高和低，用于标识每个数据包的开始和结束。
数据位包含了实际要传输的数据，奇偶校验位用于检测数据的正确性。
下面是UART串口通信协议中常用的数据格式示例：起始位数据位奇偶校验位停止位0 8位 None 1位在以上示例中，数据位为8位，没有奇偶校验位，停止位为1位。
这种数据格式在许多UART串口通信应用中被广泛使用。
4. 应用场景UART串口通信协议在许多领域中得到了广泛应用，以下是一些常见的应用场景：4.1 嵌入式系统在嵌入式系统中，UART串口通信协议用于与外部设备进行通信。
单片机的常用接口详细资料说明(一)
单片机的常用接口详细资料说明（一）引言概述：单片机是一种集成电路，能够完成多种任务，如输入输出、数据处理、控制静态逻辑等。
它的常用接口是为了与外部设备通信和交互。
本文将详细介绍单片机的常用接口，并提供相关资料说明。
正文内容：一、GPIO接口1. 简介：GPIO（General Purpose Input/Output）是单片机最基本的通用输入输出接口。
它可以配置为输入或输出模式，用于连接各种外部设备。
2. 输入模式设置：包括上拉电阻、下拉电阻的配置，输入信号的检测，消抖等。
3. 输出模式设置：包括推挽输出、开漏输出、输入/输出状态的设置等。
4. GPIO的常用操作：包括读取输入状态、设置输出状态、配置引脚方向等。
5. 相关资料说明：提供GPIO接口的引脚映射、寄存器配置及操作方法等相关资料。
二、UART接口1. 简介：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是单片机与外部设备进行串行通信的接口。
2. 串口通信原理：包括波特率、数据位、停止位、校验位等相关原理。
3. UART的工作模式：包括异步模式、同步模式、多机通信模式等。
4. UART的常见应用：包括与PC进行通信、与传感器进行数据交换等。
5. 相关资料说明：提供UART接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
三、SPI接口1. 简介：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行通信接口，常用于连接单片机与外部设备，如存储器、显示模块等。
2. SPI通信原理：包括主从模式、时钟极性和相位等相关原理。
3. SPI的数据传输方式：包括全双工模式、半双工模式等。
4. SPI的常见应用：包括与Flash EEPROM进行数据交换、与LCD进行通信等。
5. 相关资料说明：提供SPI接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
四、I2C接口1. 简介：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信接口，常用于连接单片机与各种外部设备，如温度传感器、加速度传感器等。
uart串口通信电路设计 -回复
uart串口通信电路设计-回复UART（通用异步收发传输）是一种常用的串口通信协议，可以实现设备之间的数据传输和通信。
在本文中，将详细介绍UART串口通信电路的设计步骤。
一、什么是UART串口通信电路？UART串口通信电路是一种数字电路，用于将串行数据转换为并行数据，实现设备之间的数据传输和通信。
UART串口通信电路通常由发送电路和接收电路两部分组成。
发送电路：发送电路将并行数据转换为串行数据，并对数据进行格式化。
它通常由一个发送缓冲器、一个发送时钟和控制逻辑组成。
接收电路：接收电路将串行数据转换为并行数据，并对数据进行解码和处理。
它通常由一个接收缓冲器、一个接收时钟和控制逻辑组成。
二、UART串口通信电路的设计步骤1. 确定通信参数在设计UART串口通信电路之前，首先需要确定通信参数，包括波特率、数据位数、校验位数和停止位数等。
这些参数将决定串口通信的速率和精度。
2. 设计发送电路发送电路的主要任务是将并行数据转换为串行数据，并将数据发送到接收设备。
设计发送电路时，需要考虑以下几点：（1）发送缓冲器：发送缓冲器用于存储待发送的数据。
它通常由一个FIFO （先进先出）缓冲器实现，可以提高通信的效率。
（2）时钟和控制逻辑：发送电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的发送和处理。
（3）格式化：发送电路需要对数据进行格式化，包括数据位、校验位和停止位的配置。
格式化的目的是提高数据的准确性和可靠性。
3. 设计接收电路接收电路的主要任务是将串行数据转换为并行数据，并将数据传输到接收设备。
设计接收电路时，需要考虑以下几点：（1）接收缓冲器：接收缓冲器用于存储接收到的数据。
它通常由一个FIFO 缓冲器实现，可以提高数据的接收效率。
（2）时钟和控制逻辑：接收电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的接收和处理。
（3）解码和处理：接收电路需要对接收到的数据进行解码和处理，包括校验数据的正确性和提取有效数据。
IO口模拟UART串口通信
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，我们先用P3.0和P3.1这两个当做IO口来开展模拟实际串口通信的过程，原理搞懂后，我们再使用存放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、128000、256000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，在我们开展全板子测试视频的时候，大家已经见过，这里我们直接使用STC-ISP软件自带的串口调试助手，先把串口调试助手使用给大家说一下，如图1所示。
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，波特率是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，结束位1。
图1串口调试助手示意图串口调试助手的实质就是我们利用电脑上的UART通信接口，通过这个UART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。
因为初次接触通信方面的技术，所以我对这个程序开展一下解释，大家可以边看我的解释边看程序，把底层原理先彻底弄懂。
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0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在开展计数了。
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，我们可以把我们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，不需要程序上再给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。
uart通信的详细讲解
uart通信的详细讲解UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串行通信协议，常用于将数据传输至微控制器、传感器、无线模块等外部设备。
它是一种异步通信方式，意味着数据是以字节为单位发送和接收的，并且在数据发送和接收之间没有时钟信号进行同步。
下面将详细介绍UART通信的原理和工作流程。
UART通信基于一对输入输出引脚，其中TX（发送）和RX（接收）引脚分别用于数据的发送和接收。
通过这对引脚，数据可以以位的形式在串行总线上传输。
TX引脚用于将数据发送给接收方，RX引脚用于接收从发送方发送的数据。
在UART通信中，发送方和接收方之间需要事先约定好一些通信参数，包括波特率（通信速率），数据位宽，校验位和停止位。
通信起始阶段，发送方将要发送的数据从最高有效位（MSB）开始依次发送到TX引脚上。
UART通信是异步的，没有外部时钟信号作为同步信号，因此发送方和接收方之间需要通过提前约定的波特率来进行同步。
波特率表示每秒传输的位数，通常以波特（baud）为单位进行衡量。
在发送数据前，发送方需要先发送一个起始位（通常为逻辑低电平）来通知接收方数据的到来。
然后连续发送数据的位数。
发送方还可以选择在数据位之后发送一位校验位来增强数据的可靠性。
最后，发送方发送一个或多个停止位（通常为逻辑高电平）来标志数据的结束。
接收方在接收数据时，根据约定好的波特率等参数从RX引脚接收数据。
接收方在接收到起始位时开始接收数据，并按照波特率计时以正确的速率接收数据位。
在接收数据后，接收方还可以验证校验位的正确性。
如果校验位不匹配，接收方可以丢弃接收到的数据或者发生错误的数据信号。
最后，接收方等待一个或多个停止位来表示数据的结束。
UART通信的数据传输速率受到波特率的限制，快速的数据通信需要更高的波特率。
波特率的选择要根据通信双方的要求和硬件性能来确定。
总之，UART通信是一种简单、低成本的串行通信方式，用于将数据以位的形式在发送方和接收方之间传输。
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UART传输方式
数据传送操作
数据传送封包的格式是可编程的，其包含一个开始位，5 到8个数据位，一个可选择的奇偶位和一个或两个停止位。 这些可以通过行控制器(LUCONn)来设定。 传送器能够产生传送中止信号。中止信号会迫使串行端口 输出保持在逻辑0状态，这种状态保持一个传输包的时间 长度。通常在一封包传输数据完整地传输完之后，在通过 这个全0状态将中止信号传送给对方。中止信号传送之后， 传送数据连续放到FIFO中（在不使用FIFO模式下，将被 放到输出保持寄存器）。
全名是“数据终端设备（DTE）和数据通 讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换 接口技术标准”
为扩展应用范围，EIA于1983年在EIA-422 基础上制定了EIA-485标准，增加了发送器 的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线 共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
S3C2440中的UART模块
用来同步频率的开始位 数据位 一个或更多的停止位 其主要通知整个传输的字符组已经结束了。
基本通讯概念
一般来说，微处理机与外围的通讯可区分为：
串行通讯(Serial) 以位(bit)方式传送数据，它具有低故障率、低成本 的优点，但传输速率较慢。
串行端口比并列端口稍微困难。在许多情形下，任 何连接至串行端口的装置来说，有时还需将串行传 输数据转换成并列端口后，才可使用。这部分功能 可透过UART组件来实现。 并列通讯(parallel) 以字节(byte)或字符组(word)方式来传送数据，它具 有高速率传输的优点，但是相对的成本高，故障率 亦较高。
数据于任何时间均可以以输入及输出来传递。
三种通信方式
串行通信的波特率
在串行通信中，用波特率来描述数据的传输速度。 波特率是每秒钟传送的二进制位数，其单位是 bps(bits per second)。 是衡量串行数据速度快慢的重要指标。异步串行 通信要求通信双方的波特率必须相同。 典型串行传输的波特率有50、300、600、2400、 4800、9600、19200、38400、57600以及 115200等。
提供三个独立的异步串行I/O端口，每个 都可以在中断和DMA两种模式下进行； 支持最高波特率115.2 Kbps； 每个UART通道包含2个64Byte FIFO分 别提供给接收和传送如下图所列，为 UART硬件方块图。
S3C2440的UART控制器
S3C2440的UART可以进行以下参数的设置： 可编程的波特率 红外收/发模式 1或2个停止位 5位、6位、7位或8位数据宽度和奇偶位校验。 波特率传送器可以PCLK、FCLK/n或UEXTCLK为时钟源。 传送器和接收器包含64字节FIFO寄存器和移位寄存器。 当传送数据的时候，数据先写到FIFO然后复制到传送移位 寄存器，然后从数据输出端口（TXDn）依次被移位输出。 被接收的数据也同样从接收端口（RXDn）移位输入到移 位寄存器，然后复制到FIFO中。
在时钟转变(上升或下降)后所定义的时间内，每一个所传 输的位皆是有效的。
接收器要读取每一个进来的位数据时，可以使用时钟的转 变来加以决定。 例：接收器能够在时钟的上升或是下降边缘，或是透过侦 测逻辑高准位与低准位来拴锁住传输进来的位数据。
串行通讯的传输格式和电气特性
异步传输
其不需要频率引线。因为在每一条引线的终端皆会提供自 己的频率。当然，每一个终端必须同意所设定频率频率， 而且所有的频率必须在相当小的误差范围内。 在每一个所传输的字节中，包含了：
UART概念
通用异步接收和发送UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter） 协议作为一种低速通信协议,广泛应用于通 信领域的各种场合。
串行通讯的传输格式和电气特性
同步传输
所有装置使用一个共同频率，其可由其中一个装置或是透 过外部信号源所产生。所有传输位能与这频率同步。
UART应用方式
数据接收与接收缓冲寄存器
当串行传输执行时，所要传输出去或是接收进来的的数据 需要放置到特定的寄存器中。 针对传送的部分可以使用UART传送缓冲区寄存器 (保存 寄存器＆& FIFO 寄存器)（UTXHn），针对接收的部分 则可以使用UART接收缓冲区寄存器 (保存寄存器＆& FIFO 寄存器)（URXHn）。
S3C2440的UART控制器
在FIFO模式中，缓冲寄存器的所有64个字 节都可作为FIFO寄存器使用，但是，在非 FIFO模式中，仅有一个字节的缓冲寄存器 可作为保持寄存器使用。
每个UART包含波特率产生器、接收器、传 送器和控制单元，且以n为变量标示。例如， RXD0与TXD0表示第一组UART，以此类推。
UART传输方式
数据接收操作
与数据传送一样，数据接收的封包也是可程序化 的，其包含一个开始位，5到8个数据位，一个可 选择的奇偶位和一个位或两个停止位。 它们也都是透过行控制器（ULCONn）来设定的。 接收器能够检测溢出错误，奇偶校验错误，帧错 误和传输中断，每种情况下都将会将一个错误旗 标位。
3．奇偶校验
在发送数据时，每个数据后要附加1个奇偶 校验位，这个校验位可以为1也可以为0， 用来保证包括奇偶校验位在内的所有传输 的数据帧中1的的个数为奇数（奇校验）或 1的个数为偶数（偶校验）。
4．数据帧格式
5．RS232、EIA-422和EIA-485标准
RS232接口是1970年由美国电子工业协会 （EIA）联合贝尔公司、 调制解调器厂家及 计算机终端生产厂家共同制定的用于串行 通讯的标准。
基本通讯概念
不管是串行传输或并列传输，均包含下列三种方 式：
单向传输(Simplex)：
数据只能一个方向传递。任何时间都不能改变其数据传输 方向。
半双工传输(Half duplex)：
同一时间内只能单向传递资料，不同时间里，其数据传输 的方向可以改变。
全双工传输(Full duplex)：