嵌入式系统中异步串口通信的数据帧提取与校验
嵌入式系统中异步串口通信的数据帧提取与校验
?在嵌入式系统中，异步串口（UART）使用非常频繁，可以用于与各种外部系统（帧括PC）之间的通信。在硬件上UART通过在每个字节的传输中插入开始位和停止位，保证接收端可以正确地找到字节的开始和结束，同时也可以通过插入奇偶校验位，让接收端检验收到的字节是否正确。而且，由于有开始位和停止位的存在，使得字节之间可以插入任意的空闲位（与停止位同为高电平），而不影响下一个字节的正常传输。因此，UART硬件保证了每个字节的正确传输，并可以有效检出字节传输的错误。但并不保证一串字节的正确传输，这需要软件来完成。
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?从软件的角度来看，所有的通信都是一串字节（叫做数据帧）的连续传输。软件需要采用适当的机制来保证接收端能够正确识别出一个完整的数据帧、能够检查接收到的数据帧是正确的、在传输发生错误时有合适的恢复机制。为此就需要定义一个合适的数据帧格式。
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?数据帧的提取
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?为了识别出一个完整的数据帧，基本上有两个机制：一是在软件上规定字节之间的间隔最大值，一旦两个字节间的间隔超过某个阈值，就认为一个数据帧结束；另一种机制不对字节间的间隔作规定，而是用特殊的字节来定义
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 -
异步串行通信的工作方式
异步串行通信的工作方式，然后给出了VB MSComm控件下异步串行通信在电子衡器中的应用实例，包括硬件接口及软件设计。关键词：RS-232 异步串行通信Visual Basic 电子衡器控件计算机一般提供了2个25针或9针的RS-232标准串行口，简称为COM1和COM2。在某些应用中，我们还可以通过插通信卡来获得额外的RS-232标准串行口。利用这些串行口可以与其它数字设备进行一般的数据通信，计算机的串行接口主要用于远程通信和低速输入输出设备。由于串行数据通信传输线条数最少，而且有许多较便宜的专用芯片可实现它，发送和接受器也简单，因而对数据传输速度要求不高的计算机和数字设备间的近程通信，多采用串行通信实现。而目前各个厂家生产的电子衡器的称重仪表多配有与上位机通信的RS—232C串行接口，因而计算机与称重仪表之间的数据通信用串口很容易实现，只需要制作一条2芯或3芯的数据线编写相应的接口程序即可实现，不需要增加其他硬件设备。采用这种方式组成的微机电子衡器有许多优点：称重仪表经过多年的发展，在数据采集、抗干扰、可靠性等方面技术成熟，质量稳定；而计算机在存储容量、数据处理、查询、统计报表等数据管理方面有明显优势。正是两者的完美结合，才使计算机与称重仪表组成的在线式称重管理系统得到了广泛的应用。1串行通信的工作方式串行通信，可分为同步和异步两种方式。异步方式是指在约定的波特率下，传送和接受的数据不需要严格的保持同步，允许有相对的延迟，虽然速度较慢，但经济实用，所以异步串行通信现大量应用于计算机接口技术中。计算机与称重仪表就采用异步通信的方式传送数据。1.1异步串行通信的数据格式在这种通信方式中，一般以一个字符为一帧。一帧最少由三部分组成：起始位、数据位、停止位，开始是一位起始位以发送一个逻辑“0”表示，接着是表示这个数据的数据位，数据位可以是5位、6位、7位或8位，再加一位奇偶校验位，然后是一个、一个半或二个停止位，停止位以逻辑“1”表示。1.2波特率串行通信每秒传送的位数，传送时先低位后高位。常用的波特率有600、1200、2400、4800、9600等。1.3端口在计算机中，一般都配有两个标准串行口，用COM1和COM2表示。（通常采用2个9针D型阳性插头。）1.4信号线RS—232C标准规定有25根连线，使用21个信号线。在我们讨论的微机电子衡器中仅用到3根信号线，它们是：发送数据线TXD（输出信号），接受数据线RXD（输入信号线），信号地GND。其余信号线定义可参考相关书籍。2串行通信在电子衡器中的应用实例串行通信接口设计，包括硬件、软件设计两部分。在WINDOWS操作系统下，可选用VC++、VB等可视化开发工具。下面将以上海耀华称重系统公司的XK3190—A1+为例，以VB6.0编程语言，说明串行通信的软、硬件设计过程。 2.1称重仪表仪表选用上海耀华XK3190－Ａ1+仪表，其串口通信格式如下：2.1.1连续方式发送：所传送的数据为仪表显示的当前称量（毛重或净重），每帧数据由12组数据组成。 第X组 内容及注释 1 02（XON）开始 2 +或- 符号位 3 称量数据高位 ： 称量数据： ： 称量数据： 8 称量数据低位 9
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
异步串行接口电路及通信系统设计设计报告
异步串行接口电路及通信系统设计 设计报告 2009级可编程逻辑课程名称: 实验题目:学生姓名: YC 开课学院: Bio开课时间: 2011课程设计可编程逻辑设计异步串行接口电路及通信系统设计、SXL、ZY、YLJ、WJ 学院至2012学年第二学期重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表学院年级学生姓名课程设计题目be学院2009级指导教师专业Zxm. Wxp. BME YC、SXL、ZY、YLJ、WJ 异步串行接口电路及通信系统设计指导教师评语课程设计成绩指导教师签名：年月日重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目学院BE学院异步串行接口电路及通信系统设计专业BME 年级、班09 BME 01、02班
设计要求：设计一个能进行异步全双工串行通信的模块，该模块以固定的串行数据传送格式收发数据。1）每帧数据供10 位，其中1位启动位，8位数据位，1位停止位。2）波特率为：9600。3）收发误码率摘要摘要通用串口是远程通信接口，在数字系统使用很普遍，是一个很重要的部件。本论文使用VHDL语言描述硬件功能，并适当借助Verilog HDL 语言，利用在FPGA 芯片上的综合描述,采用模块化设计方法设计UART的各个模块。其中包括波特率发生器，程序控制器，UART数据接收器和UART数据发送器，采用的外部时钟为50MHZ，波特率为9600。在QuartusII 环境下进行设计、编译和仿真。最后的程序编译仿真结果及硬件测试结果表明系统设计完全正确。关键字：VHDL; Verilog HDL；UART; 帧格式; FPGA；异步通信I 摘要Abstract In this paper, the use of
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
微机原理 第11章 串行通信与串行接口8251A 习题及参考
第十一章串行通信与串行接口8251A 1．试从广义角度概括接口有哪些功能？ 答：寻址、输入输出、数据转换、联络、中断管理、复位、可编程，及错误检测等八种功能。 2．设异步通信时标准数据格式中的8个字符位为10101110，若采用偶校验设置，则奇偶校验位应为几？ 答：应为1。 因为偶校验要保证信息中（包括校验位）1的个数为偶数。 3．什么是覆盖错误？接口部件如何反映这种错误？ 答：是指输入缓冲寄存器或输出缓冲寄存器中的数据在被CPU或外设取走之前，又被新到数据所覆盖而产生的错误。 在产生覆盖错误时，接口会通过在状态寄存器中设置相应的状态位来反映。4．从结构上看，可以把一个接口分为几部分？分别具有什么特点？ 答：分为两部分。 (1) 第一部分用来与I/O设备相连。这部分的接口结构是和I/O设备的传输要求及数据格式有关的，所以，各接口之间互不相同。 (2) 第二部分用来与系统总线相连。由于各接口都要连在同一总线上，因此，所有接口的这部分结构都非常类似。 5．在实际使用时，为什么对串口中的四个内部寄存器一般使用1位低位地址来寻址？答：因为， 四个内部寄存器中有2个可读寄存器，为一组，另2个可写寄存器为一组。即控制寄存器和数据输出寄存器是只写的，状态寄存器和数据输入寄存器是只读的，所以，可以先用读、写信号来区分两组寄存器，再用1位低位地址就可区分一组中的两个寄存器了。 47
6．异步通信方式的特点是什么？适合应用在什么场合？ 答：采用异步通信时，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。 适于传输在不固定的时间间隔处出现字符所构成的信息流。 7．什么是波特率因子？ 答：在用异步方式进行通信时，发送端需要用发送时钟来决定每一位对应的时间长度，接收端需要用接收时钟来测定每一个位的时间长度。发送时钟和接收时钟的频率可以是位传输率（波特率）的16倍、32倍、64倍，这个倍数称为波特率因子。 8．设在异步通信时，每个字符对应1个起始位，7个信息位，1个奇偶校验位，1个停止位，波特率为9600bps，则每秒钟能传输的最大字符数是多少？ 答：因为， 1+7+1+1=10（位）， 所以， 每秒钟能传输的最大字符数为9600/10=960（个）。 9．在8251A的编程结构中，有几个可读写的端口？给它们分配了几个端口地址？为什么？ 答：共有7个可读写端口。 给它们分配了2个端口地址。其中，偶地址对应数据输入寄存器和数据输出寄存器；奇地址对应其他寄存器（模式寄存器，2个同步字符寄存器，控制寄存器，状态寄存器）。在这7个端口中，只读端口有2个（一个状态寄存器，一个数据输入寄存器），只写端口有5个（一个模式寄存器，一个控制寄存器，二个同步字符寄存器，一个数据输出寄存器）。 因为根据读写控制信号，再加上8251A的初始化流程按次序写入的约定是可以做到使用2个端口地址将7个端口区分开。 48
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)
串行通信技术-模拟信号转换接口
微机原理与应用实验报告6 实验9串行通信技术 实验10A模拟信号转换接口 实验报告
实验九串行通信技术 一、实验目的 1. 了解异步串行通信原理； 2. 掌握MSP430异步串行通信模块及其编程方法； 二、实验任务 1. 了解MSP430G2553实验板USB转串口的通信功能，掌握串口助手的使用 （1）利用PC机的串口助手程序控制串口，实现串口的自发自收功能 为实现PC串口的自发自收功能，须现将实验板上的扩展板去下，并将单片机板上的BRXD和BTXD用杜邦线进行短接，连接图如下所示： 由此可以实现PC串口的自收自发功能。 （2）思考题：异步串行通信接口的收/发双方是怎么建立起通信的 首先在异步通信中，要求接收方和发送方具有相同的通信参数，即起始位、停止位、波特率等等。在满足上面条件的情况下，发送方对于每一帧数据按照起始位数据位停止位的顺序进行发送，而接收方则一直处于接受状态，当检测到起始位低电平时，看是采集接下来发送方发送过来的数据，这样一帧数据（即一个字符）传送完毕，然后进行下一帧数据的接受。这样两者之间就建立起了通信。 2. 查询方式控制单片机通过板载USB转串口与PC机实现串行通信 （1）硬件连接图
（2）C语言程序 采用SMCLK=1.0MHz时，程序如下：
其中SMCLK=1MHz，波特率采用的是9600，采用低频波特方式，则N=1000000/9600=104.1666…，故UCA0BR1=0，UCA0BR0=104，UCBRS=1； 当采用外部晶振时，时钟采用默认设置即可，程序如下：
也是采用了低频波特率方式，所以关于波特率设置的相关计算和上面是一样的。 （3）思考：如果在两个单片机之间进行串行通信，应该如何设计连线和编程？ 由于在上面的连线中将单片机上的P1.2和BRXD相连，P1.1和BTXD相连，所以若要在两个单片机之间进行通信，首先应该将两个单片机的P1.2和P1.1交叉相连，并根据上面的程序进行相同的关于端口和波特率相关的设置即可实现两个单片机之间的通信。 3. （提高）利用PC机RS232通信接口与单片机之间完成串行通信 （1）硬件连接图 在实验时，采用了将PC机的串口com1直接连接至MSP430F149的孔型D9连接器上，G2553单片机的输出引脚P1.1和P1.2分别与F149单片机上的URXD1和UTXD1相连接，连接图如下所示：
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
异步串行通信接口实验
计算机系统的通信实验 一．目的：了解计算机间的数据通信的基本技术； 了解RS─232C的结构及使用方法。RS----232C 9芯连接器插针定义如下： 二．使用设备：带有RS─232C通信接口的微型计算器及一根多芯电缆。 三．8250异步串行接口： IBM PC系统可选的串行异步通信接口板上用的UART是一片INS8250，以它为核心，附加一些辅助电路，如I / O地址译码电路电平变换电路等，组成了RS232C接口，所以，对RS232C编程实际上是对8250的编程。8250的逻辑框图如下：
(一)8250的编程模型 8250异步串行接口是用于IBM PC串行通讯的接口芯片，8250内含比特率分频器，无须外接，所以用它构成接口非常简单。有两个串口，每个串口上有10个寄存器，IBM PC系统只为这10个寄存器分配了连续的７个端口地址，其端口地址分配如下： 分配的端口地址输入还是输出相应寄存器 3F8H／2F8H＊输出发送数据寄存器 3F8H／2F8H＊输入接收数据寄存器 3F8H／2F8H＋输出波特率分频器Ｌ（数据传输速度）3F9H／2F9H＋输出波特率分频器Ｈ 3F9H／2F9H＊输出中断允许寄存器 3FAH／2FAH 输入中断标识寄存器 3FBH／2FBH 输出线控制寄存器 3FCH／2FCH 输出Modem控制寄存器 3FDH／2FDH 输入线狀态寄存器 3FEH／2FEH 输入Modem狀态寄存器 注：标有＊寄存器地址是线控制存器７位为０时的寄存器地址，标有＋寄存器地址是线控制存器７位为１时的寄存器地址。 从功能上分，这10个寄存器可分为两组：一组用于工作方式，通信参数的控置和设置。如数据格式有关参数的设置，是否允许中断方式的设置以及是否使用RTS,DTR等联络控制信号等，属于这一组的有5个寄存器：波特率分频器L（低位）和H（高位） 线控制寄存器，Moden控制寄存器，中断允许寄存器。这5个寄存器都是在8250初始化时用OUT指令向其中置入初值的。另一组寄存器用于实现通信传输，有5个寄存器， 它包括：输入和输出的缓冲寄存器——接收数据寄存器和发送保持寄存器， 记忆当前状态的寄存器——线状态寄存器， Moden状态寄存器和中断标识寄存器。 （二）8250的初始化： １．波特率的设置：（波特率分频器L和H）是用OUT指令向地址为3F8H和3F9H的两个波特率分频器置入合适的值实现的。 在初始化时，将线控寄存器最高为置１，然后写3F8H，3F9H便可对串行传送速率进行初始化。波特率分频器确定串行传送的速率（每秒传送的位数）如下： 波特率分频器H 分频器L 50 09H 00H 75 06H 00H 110 04H 17H 134．5 03H 59H 150 03H 00H 300 01H 80H 600 00H C0H 1200 00H 60H 1800 00H 40H 2000 00H 3AH 2400 00H 30H 3600 00H 20H
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。
第九章I-O接口
第九章I/O接口 输入输出端口简介 串行端口 异步的串口是作为计算机到计算机的通信端口来设计的。异步意味着不存在同步的时钟信号，所以能够以任意时间间隔来发送字符。 串行是指发送一个字节字符的八位二进制位时是按顺序一位一位的发送了，而接收也是一位一位地接收，而不是八位同时传送。更形象地说，串行是数据通过一条单独的导线传送，并且当发送数据位时，每个数据位都按顺序被串接起来。串行传输的典型例子是我们日常生活中所用的电话系统，它在每个方向都提供了一条传送数据的导线。 串口的典型位置 计算机系统一般都有一个或两个串行端口，通常位于系统的后部。这些内置的串口可以通过主板上的Super I/O芯片控制，或通过South Bridge芯片控制。如果系统提供的串口数目不能满足需要，用户可以购买单口或多口串口卡。 串口可以连接多种设备，例如调制解调器、绘图仪、打印机、其他计算机、条形码阅读器、标尺（scale）和设备控制电路。 AT结构的9针串口连接器的规范说明 官方规范所建议的最大电缆长度为50英尺。其限制因素是电缆及接口输入电路的总负荷电容。最大电容值被指定为2500pF。有些特殊的低电容电缆实际上可以极大地增加电缆的最大长度，使之达到500英尺或更多。此外，线路驱动程序（放大器/中继器）还可以将电缆的长度扩展到更长。
表9-1、表9-2和表9-3中给出的是9针（AT结构）、25针、9转25针串行连接器引脚引出线的说明。 表9-1 9针（AT）串口连接器 引脚信号说明I/O 1 CD 载波检测输入 2 RD 接收数据输入 3 TD 发送数据输出 4 DTR 数据终端就绪输出 5 SG 信号地- 6 DSR 数据准备好输入 7 RTS 发送请求输出 8 CTS 消除发送输入 9 RI 振铃指示输入 表9-2 25针（PC、XT及PS/2）串口连接器 引脚信号说明I/O 1 - 机架接地- 2 TD 发送数据输出 3 RD 接收数据输入 4 RTS 发送请求输出 5 CTS 消除发送输入 6 DSR 数据准备好输入 7 SG 信号地- 8 CD 载波检测输入 9 - +发送当前循环返回输出 11 - -发送当前循环数据输出 18 - +接收当前循环数据输入 20 DTR 数据终端就绪输出 22 RI 振铃指示输入 25 - -接收当前循环返回输入
微机原理及接口第九章作业答案
“微机系统原理与接口技术”第九章习题解答（部分） 1. 什么是并行接口和串行接口？它们各有什么作用？ 答：并行接口是指接口与外设之间按字长传送数据的接口，即4位、8位或16位二进制位同时传送；而串行接口是指接口与外设之间依时间先后逐位传送数据的接口，即一个时刻只传送一个二进制位。 并行接口传送速度较快，但在远距离传送数据时成本高，损耗大，且平行数据线之间干扰大，所以并行接口一般适用于近距离的高速传送，而串行接口则适用于远距离传送。 2. 试画出8255A与8086CPU连接图，并说明8255A的A0、A1地址线与8086CPU的A1、A2地址线连接的原因。 答：8255A与8086CPU的连线图如下图所示： 题9-2图 8086系统有16根数据线，而8255只有8根数据线，为了软件读写方便，一般将8255的8条数据线与8086的低8位数据线相连。8086在进行数据传送时总是将总线低8位对应偶地址端口，因此8086CPU要求8255的4个端口地址必须为偶地址，即8086在寻址8255时A0脚必须为低。实际使用时，我们总是将8255的A0、A1脚分别接8086的A1、A2脚，而将8086的A0脚空出不接，并使8086访问8255时总是使用偶地址。 4. 简述8255A工作在方式1时，A组端口和B组端口工作在不同状态（输入或输出）时，C端口各位的作用。 答：8255A 的A、B口工作在方式1时，C端口各位的使用情况如下表所示：
注：带*的各中断允许信号由C口内部置位／复位操作设置，非引脚电平。 5. 用8255A控制12位A/D转换器，电路连接如下图所示。设B口工作于方式1输入，C 口上半部输入，A口工作于方式0输入。试编写8255A的初始化程序段和中断服务程序（注：CPU采用中断方式从8255A中读取转换后的数据）。 题9-5图 答：设8255的A、B、C及控制端口的地址分别为PORTA、POA TB、PORTC和PCON，则一种可能的程序段实现如下： 主程序：; 初始化8255A …… MOV AL, 10011110B ; 设置8255A的工作方式控制字 OUT PCON, AL MOV AL, 00000101B ; 设置C口置位/复位控制字，使INTEA（PC2）为 OUT PCON, AL ; 高电平，允许B口中断 MOV AL, 00000010B ; 设置C口置位/复位控制字，使PC1（IBF B）输出 OUT PCON, AL ; 低电平，启动第一次A/D转换 …… 中断服务程序：; 取数，并自动启动下一次A/D转换 …… MOV AL, 00000011B ; PC1（IBF B）输出高电平，停止A/D转换 OUT PCON, AL IN AL, PORTC ; 先取高4位转换值 MOV AH, AL MOV CL, 4 SHR AH, CL ; 将高4位转换值放到AH的低端 IN AL, PORTB ; 取低8位转换值放到AL中 MOV AL, 00000010B ; PC1（IBF B）输出低电平，再次启动A/D转换 OUT PCON, AL …… IRET 6. 用8255A作为CPU与打印机接口，8255的A口工作于方式0，输出；C口工作于方式0。8255A与打印机及CPU的连线如下图所示。试编写一程序，用查询方式将100个数据送打印机打印（8255A的端口地址及100个数据的存放地址自行设定）。
第4章 异步串行通信
第4章 异步串行通信 本章导读：目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM 口.由于历史的原因，通常所说的串行通信就是指异步串行通信。USB、以太网等也用串行方式通信，但与这里所说的异步串行通信物理机制不同。 有的台式电脑带有两个串行口： COM1 口和COM2 口，部分笔记本电脑也带有串行口。随着 USB接口的普及，串行口的地位逐渐降低，但是作为设备间简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失，在市场上也可很容易购买到USB到串行口的转接器因为简单且常用的串行通信只需要三根线（发送线、接收线和地线），所以串行通信仍然是MCU与外界通信的简便方式之一。 实现异步串行通信功能的模块在一部分MCU中被称为通用异步收发器（Universal Asynch?ronous Receiver/Transmitters, UART )，在另一些 MCU 中被称为串行通信接口（ Serial Communication Interface, SCI)。串行通信接口可以将终端或个人计算机连接到MCU，也可将几个分散的 MCU连接成通信网络， 本章的主要知识点有①阐述了串口相关的基础知识；②描述了K60串口糢块的功能概要； ③介绍了串口模块驱动构件编程时涉及的相关寄存器；④设计并封装了串行通信的驱动构件； ⑤给出第一个中断例程的执行过程和设计流程。 本章介绍的K60UART模块的工作原理以及编程实例，这些编程实例都使用了基于构件的编程思想，读者在阅读时可以仔细体会，以求得对编程方法有更深刻的理解本章所出现的UART 字眼，在没有其他说明的情况下，都是特指K60的UART模块，本章串口驱动编程涉及的寄存器全部给出其详细介绍，目的是让读者对嵌入式底层驱动编程设计的寄存器有个直观的了解，以后各章节将不再给出相关寄存器的详细介绍。 4.1异步串行通信的基础知识 本节简要概括了串行通信中常用的基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。对于己经了解这方面知识的读者，可以略读本节。 4.1.1基本概念 “位”（bit)是单个二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0” 和“1”表示。在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”（Byte)。串行通信的特点是：数据以字节为单位，按位的顺序（例如最高位优先）从一条传输线上发送出去。这里至少涉及以下几个问题：第一，每个字节之间是如何区分开的？第二，发送一位的持续时间是多少？第三，怎样知道传输是正确的？第四,可以传输多远？这些问题属于串行通信的基本概念。串行通信分为异步通信与同步通信两种方式，本节主要给出异步串行通信的一些常用概念。正确理解这些概念，对串行通信编程是有益的。
(第9章)VFD-V串行口RS485通讯协议
第九章串行口RS485通讯协议 9.1通讯概述 本公司系列变频器向用户提供工业控制中通用的RS485通讯接口。通讯协议采用MODBUS标准通讯协议，该变频器可以作为从机与具有相同通讯接口并采用相同通讯协议的上位机（如PLC控制器、PC机）通讯，实现对变频器的集中监控，另外用户也可以使用一台变频器作为主机，通过RS485接口连接数台本公司的变频器作为从机。以实现变频器的多机联动。通过该通讯口也可以接远控键盘。实现用户对变频器的远程操作。 本变频器的MODBUS通讯协议支持两种传送方式:RTU方式和ASCII方式，用户可以根据情况选择其中的一种方式通讯。下文是该变频器通讯协议的详细说明。 9.2通讯协议说明 9.2.1通讯组网方式 (1) 变频器作为从机组网方式： 图9－1 从机组网方式示意图(2) 多机联动组网方式：单主机单从机 单主机多从机
图9－2 多机联动组网示意图 9.2.2通信协议方式 该变频器在RS485网络中既可以作为主机使用，也可以作为从机使用，作为主机使用时，可以控制其它本公司变频器，实现多级联动，作为从机时，PC 机或PLC可以作为主机控制变频器工作。具体通讯方式如下： (1)变频器为从机，主从式点对点通信。主机使用广播地址发送命令时，从机不应答。 (2)变频器作为主机，使用广播地址发送命令到从机，从机不应答。 (3)用户可以通过用键盘或串行通信方式设置变频器的本机地址、波特率、数据格式。 (4) 从机在最近一次对主机轮询的应答帧中上报当前故障信息。 9.2.3通讯接口方式 通讯为RS485接口，异步串行，半双工传输。默认通讯协议方式采用ASCII 方式。 默认数据格式为：1位起始位，7位数据位，2位停止位。 默认速率为9600bps，通讯参数设置参见P3.09～P3.12功能码。 9.3 ASCII与RTU通讯协议 字符结构： 10位字符框（For ASCII） (1－7－2格式，无校验) (1－7－1格式，奇校验)
微机原理与接口技术 第九章 课后答案
第九章参考答案 1．串行通信有什么特点？它适合于什么应用场合？若你的计算机要接入Internet网，应该采用并行传输还是串行传输？ 答：串行通信的特点：数据位依次传送。传送相同字节数信息时，串行传送的时间远大于并行传送的时间；但数据线的根数较少。串行传送有固定的传输格式。 适合于远距离传输。 计算机要接入Internet网时，应采用串行传输。 2. 设异步传送数据时，每个字符对应1位起始位，1位停止位，7位数据位和1位校验位，如果波特率是9600b/s，则每秒最多能传输多少字符？ 答：根据给定条件知：每个字符包含10位，因此每秒最多能传输的字符个数是： 9600÷10=960 3.叙述单工、半双工和全双工通信方式以及波特率含义。 答：单工：联系通信双方只有一根数据线，数据只能朝一个方向发送。 半双工：联系通信双方只有一根数据线，但允许数据分时在两个方向传送。 全双工：联系通信双方有两根数据线，允许数据同时进行双向传送。 波特率：每秒钟内传送二进制数据的位数。 4．简要说明RS－232C、RS－422、RS－485的特点。 答：RS-232C的特点：信号线少；多种波特率可选择；传送的距离一般可达30米，采用光电隔离的20mA的电流环传送时可达1000m；采用负逻辑电平，“1”电平为：-5V~-15V，“0”电平为+5V~+15V。 RS－422、RS－485的特点：采用平衡输出的发送器和差分输入的接收器；可在1200m范围内传输；发送端与接收端之间没有直接的地线连接。 5.假定8251A工作于异步方式，波特率因子为16，数据位7位，奇校验，允许发送和接收数据，其端口地址为E0H（C/D=0），E1H（C/D=1）。试编写初始化程序。 略去软复位的初始化程序： MOV DX, 00E1H MOV AL, 01011010B OUT DX, AL MOV AL, 01010101B OUT DX, AL 6．设一数据传输率为4800波特的串行打印机通过8251A与8086CPU组成的微机系统相连，打印机只有一串行数据通道，编写一个将起始地址为DATA的80个字符输出到打印机去的发送程序。已知波特率因子为64，8位数据位，偶校验，2位停止位，8251A的数据口和控制口分别为70H和71H。 解：MOV DX，0071H MOV AL，11111111B OUT DX，AL MOV AL，00010001B OUT DX，AL LEA SI，DATA MOV CX，80 AA：MOV DX，0071H IN AL，DX TEST AL，01H JZ AA MOV DX，0070 MOV AL，[SI]