TMS320VC5510同步串口实现异步通信
异步串口实现
在用单片机开发各种嵌入式应用系统时，异步串行通信是经常要用到的一种通信模式，很多应用中还要求实现多路异步串行通信。
大家平时熟悉的各种厂家的单片机，绝大部分片上只提供一个硬件UART模块，利用它可以方便实现一路串行通讯。
PIC系列单片机也不例外，在其丰富的产品家族成员中，除高端系列（PIC17/18）一些型号片上带有两路硬件UART模块外，其它大部分型号片上只有一路UART，一些低端廉价的PIC单片机甚至还不带硬件UART。
为了提高系统的性能价格比，就要求设计工程师用软件增加实现一路或多路异步串行通信。
很多工程师对用软件实现的UART在可靠性和效率方面持怀疑态度，其实关键问题是看软件采用何种方式来实现可靠的UART功能。
在讨论具体实现方式前，我们先来简单回顾一下异步串行通信的格式定义。
发送一个完整的字节信息，必须有“起始位”、“若干数据位”、“奇偶校验位”和“停止位”；必须定义每位信息的时间宽度——每秒发送的信息位个数，即为“波特率”。
单片机系统中常用的波特率从300～19 200 b/s。
当波特率为1200b/s时，每个信息位的时间宽度为1/1200≈833μs；无数据通信时，数据线空闲状态应该是高电平，“起始位”为低电平，数据位低位先发且后跟奇偶校验位（若有），“停止位”为高电平，如图1所示。
图1按图1最基本的异步串行通信时序，软件实现UART在不同架构的单片机上有多种方法。
其中数据接收是关键，因异步通信没有可参照的时钟信号，发送方随时都可能发送数据，任何时刻串行数据到来时，系统都应该及时准确地接收。
比较而言，本机发送串行数据相对容易，只要对发送出去的电平做持续时间的定时即可。
按不同的接收技巧并针对PIC单片机的特点，这里介绍两种常用且十分可靠的方法。
1 三倍速采样法三倍速采样法顾名思义就是以三倍于波特率的频率对接收引脚Rx进行采样，保证检测到“起始位”，又可以调整采样的时间间隔；将有效数据位的采样点控制在码元的中间1/3处，最大限度地减少误码，提高接收的准确性。
TMS320VC5416DSP实现异步通信的设计
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用单片机的串行口实现异步双机通信
用单片机的串行口实现异步双机通信
蒋维玉
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2001(020)003
【摘要】简要阐述了单片机通信方式及串行接口的原理.通过实例,介绍了单片机串行口的异步双机通信的应用.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】蒋维玉
【作者单位】重庆邮电学院电子信息工程系,
【正文语种】中文
【中图分类】TP36
【相关文献】
1.TMS320VC33同步串行口和PC实现异步串行通信 [J], 胡景春;叶水生;周卫民
2.TMS320VC33同步串行口和PC实现异步串行通信 [J], 胡景春;庄海军
3.用单片机的串行口实现异步多机通信 [J], 赵庆亮;魏晓涛;王以伦
4.PIC单片机软件异步串行口实现技巧 [J], 张明峰
5.PIC单片机软件异步串行口实现技巧 [J], 张明峰
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用FPGA实现异步串口与同步串口的转换
用FPGA实现异步串口与同步串口的转换李文亮，姚冬苹北京交通大学现代通信研究所，北京（100044）E-mail：li.wenliang4@摘要：TI公司的TMS320C64xx系列DSP芯片的McBSP同步串口不具备与UART异步串口直接通信的能力，为了解决这个问题，扩展DSP芯片的使用范围，本文介绍了一种新的用FPGA来实现McBSP同步串口与UART异步串口之间相互转换的方法，通过必要的硬件连接和VHDL软件编程，实现了两种串口的转换，经测试，数据传输正确可靠。
关键词：串口通信；McBSP；UART；SPI；FPGA；DSP中图分类号：TP2121.引言DSP芯片在现代数字信号处理中，应用特别广泛，尤其是TI公司的TMS320系列的DSP 芯片。
在实际的应用中，常常需要DSP芯片与PC机或者其他采用UART异步串口的系统之间进行数据交换。
本文采用FPGA，通过必要的软硬件设计解决同步串口与异步串口之间的数据通信问题。
2.DSP的异步串口扩展方案目前使用较多的方式有以下几种。
（1） 在DSP的并行总线上扩展专用的UART芯片（例如TI的TL16C552），用硬件来实现异步串口扩展。
这种方法软件设计简单，但占用了DSP的并行总线，使系统设计复杂化，不利于系统整体设计。
（2） 利用DSP的McBSP和DMA（或者EDMA），在不扩展硬件的基础上，通过软件设计的方式实现异步串口。
这种方法虽然不增加硬件，但是软件复杂，增加了CPU的负荷。
（3） 利用DSP的McBSP同步串行接口与MAX3111异步串行收发器，实现异步扩展，这种方式的硬件和软件设计都比较简单方便，唯一缺点是使成本较高。
（4） 利用DSP的McBSP同步串行接口，通过使用FPGA现场可编程逻辑器件，将同步串口转换为异步串口，这种方式方便灵活，适应性强。
本文采用第四种方案，使用ALTERA公司的cyclone芯片和MAXIM公司的MAX3232电平转换芯片，通过VHDL语言编程，实现DSP芯片和PC机之间的串口通信。
异步通信与同步通信课件
发送方在每个固定的时间间隔内 发送数据，接收方在相应的时间
点接收数据。
数据传输过程中，双方保持固定 的时间间隔，确保数据准确传输。
பைடு நூலகம்
同步通信的应用场景
01
02
高清视频会议
实时控制系统
03 高性能服务器
同步通信的优缺点
优点
缺点
CATALOGUE
异步通信与同步通信的比较
工作原理的比 较
异步通信
同步通信的发展趋势
高清视频传输的需求增长
实时交互的应用拓展
网络安全性的提升
异步通信与同步通信的未来融合
融合发展的必要性
异步通信和同步通信各有优劣，未来 将更多地呈现出融合发展的趋势，以 满足不同场景和需求。
技术层面的融合
在技术层面，异步通信和同步通信将 相互借鉴优点，如异步通信的灵活性 和同步通信的高效性。
2. 不适合高速通信
CATALOGUE
同步通信
同步通信的定义与特点
同步通信定义
在通信过程中，发送方和接收方的时钟信号保持一致，数据在固定的时间间隔内 传输。
同步通信特点
需要精确的时钟同步，数据传输效率高，适用于高速、大数据量通信。
同步通信的工作原理
发送方与接收方通过某种方式（ 如GPS或网络时间协议）实现时
异步通信是一种不连续的通信方式，发送方可以在任何时间发送数据，而接收方则根据数据到达的时间进行接收。 这种方式不需要发送方和接收方保持严格的同步。
同步通信
同步通信是一种连续的通信方式，发送方和接收方需要保持严格的时钟同步。发送方在特定的时间间隔内连续发 送数据，接收方则在这些时间间隔内接收数据。
应用场景的比较
简单异步串行通信编程实验
简单的异步串行通信编程实验（上）一、背景知识在数据通信中，通常将待传送的每个字符的二进制代码按照由低位到高位的顺序依次发送的方式成为串行通信。
由于串行通信只需在发送方和接收方之间建立一条通信信道，因此可以减小通信系统的造价。
在远程通信中，一般采用串行通信方式。
同步就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。
在串行通信中，“异步”是同步收发双方通信的重要方式。
在异步串行通信中，每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的。
为了实现同步，需要在每个字符的第一位前加1位起始位（逻辑1），并在字符的最后一位后加1位、1.5位或2位停止位（逻辑0）。
常用的串行通信接口标准包括RS-232、RS-449、V.24、V.35等。
其中，RS-232是最常用的串行通信标准之一。
个人计算机及终端系统中配备的串行接口几乎都符合RS-232标准。
在数据通信中，通常将数据终端设备简称为DTE（data terminal equipment），而将数据通信设备简称为DCE（data circuit equipment）。
DTE是具有一定数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备，而DCE的主要作用是在DTE和传输线路之间提供信号变换和实现编码功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。
RS-232是美国电子工业协会EIA推荐使用的串行通信标准，定义了DTE和DCE之间的接口标准。
RS-232使用的连接器包括DB-25、DB-15、和DB-9等几种类型，不同类型连接器使用的引脚定义也各不相同。
目前，个人计算机配备的RS-232连接器通常为DB-9，下图说明了RS-232在使用DB-9作为连接器时的引脚排列、信号名称和方向。
在Windows 平台下，利用系统自带的“超级终端”可测试RS-232电缆连接的正确性。
首先用RS-232电缆将实验用的两台计算机连接起来，然后在这两台计算机上同时启动Windows 系统的“超级终端”串行口应用程序。
基于VC实现MSP430与PC之间的异步串行通信
基于VC实现MSP430与PC之间的异步串行通信李薇;耿淑琴【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2012(031)005【摘要】This paper mainly proposes an approach of serial communication between MSP430 and PC based on Visual C＋＋, provides the hardware circuit and communication source program. Debugging experiments indicate that hardware design and software development have attained the preplanned function requirements.%提出了一种基于VisualC＋＋的MSP430单片机与PC之间进行串行通信的实现方法，给出了硬件电路图和通信源程序。
调试实验表明，该硬件设计与软件开发达到了预期的功能要求。
【总页数】3页(P23-25)【作者】李薇;耿淑琴【作者单位】北京工业大学集成电路与系统集成实验室,北京100124;北京工业大学集成电路与系统集成实验室,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TP367.1【相关文献】1.TMS320VC33同步串行口和PC实现异步串行通信 [J], 胡景春;叶水生;周卫民2.TMS320VC33同步串行口和PC实现异步串行通信 [J], 胡景春;庄海军3.TMS320VC33同步串行口和PC实现异步串行通信 [J], 胡景春;庄海军4.基于VC6.0的多台MSP430单片机和PC机串口通讯实现方案 [J], 周辉军;许亮;韩瑞宁5.TMS320VC5409与PC间异步串行通信方案的实现 [J], 孙军英;冯冀宁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
STM32串口通信基本原理
STM32串口通信基本原理通信接口背景知识设备之间通信的方式一般情况下，设备之间的通信方式可以分成并行通信和串行通信两种。
并行与串行通信的区别如下表所示。
串行通信的分类1、按照数据传送方向，分为：•单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输；•半双工：允许数据在两个方向上传输。
但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；它不需要独立的接收端和发送端，两者可以合并一起使用一个端口。
•全双工：允许数据同时在两个方向上传输。
因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，需要独立的接收端和发送端。
2、按照通信方式，分为：•同步通信：带时钟同步信号传输。
比如：SPI，IIC通信接口。
•异步通信：不带时钟同步信号。
比如：UART(通用异步收发器)，单总线。
在同步通讯中，收发设备上方会使用一根信号线传输信号，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如，通讯中通常双方会统一规定在时钟信号的上升沿或者下降沿对数据线进行采样。
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步，它们直接在数据信号中穿插一些用于同步的信号位，或者将主题数据进行打包，以数据帧的格式传输数据。
通讯中还需要双方规约好数据的传输速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。
常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。
在同步通讯中，数据信号所传输的内容绝大部分是有效数据，而异步通讯中会则会包含数据帧的各种标识符，所以同步通讯效率高，但是同步通讯双方的时钟允许误差小，稍稍时钟出错就可能导致数据错乱，异步通讯双方的时钟允许误差较大。
常见的串行通信接口STM32串口通信基础STM32的串口通信接口有两种，分别是：UART（通用异步收发器）、USART（通用同步异步收发器）。
而对于大容量STM32F10x系列芯片，分别有3个USART和2个UART。
UART引脚连接方法•RXD：数据输入引脚，数据接受；•TXD：数据发送引脚，数据发送。
异步通信的工作原理
异步通信的工作原理
异步通信是一种不同于同步通信的通信方式，其工作原理是通过发送请求并等待响应的方式，在等待响应的同时，继续执行其他任务。
在异步通信中，发送请求的一方不会等待响应的返回，而是继续执行其他任务，等到响应返回后再进行处理。
异步通信可以提高系统的性能和可伸缩性，因为它允许在等待响应时执行其他任务。
在客户端-服务器通信中，异步通信可以减少客户端的等待时间，并允许服务器处理多个客户端请求。
在实现异步通信时，通常会使用回调函数来处理响应。
当请求被发送时，可以指定一个回调函数作为响应处理函数。
一旦响应返回，该回调函数将被调用来处理响应。
这样就可以避免在等待响应时阻塞线程或进程。
异步通信还可以使用事件驱动模型来实现。
在这种模型中，当请求被发送时，将创建一个事件，并将其添加到事件队列中。
一旦响应返回，将触发该事件并执行相应的处理函数。
总之，异步通信是一种高效的通信方式，可以提高系统的性能和可伸缩性。
在实现异步通信时，可以使用回调函数或事件驱动模型来处理响应，避免在等待响应时阻塞线程或进程。
- 1 -。
第七章 STM32通用同步异步收发器USART
7.4.3 其他方式
ART 同步模式 通过在USART_CR2寄存器上写CLKEN位选择同步模式 在同步模式里，下列位必须保持清零状态： ● USART_CR2寄存器中的LINEN位 ● USART_CR3寄存器中的SCEN,HDSEL和IREN位
7.4.2 多处理器通信
1.如果WAKE位为0，进行空闲检测 当RWU位被写1时， USART进入静默模式。当检测到一空闲帧时，它被
唤醒。然后RWU被硬件清零，但是USART_SR寄存器中的IDLE位并不置起。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱRWU还可以被软件写0。下图给出利用空闲总线检测来唤醒和进入静默模式 的一个例子。
7.4.2 多处理器通信
7.2 STM32的USART的结构特性
任何USART双向通信至少需要2个脚：RX和TX。RX通过采样技术来 区别数据和噪声，从而恢复数据。当发送器被禁止时，TX引脚恢复到其 IO口配置。当发送器被激活，并且不发送数据时，TX引脚处于高电平。
USART的功能是通过操作相应寄存器实现的，包括数据寄存器、控 制寄存器1、控制寄存器2、控制寄存器3、状态寄存器、波特比率寄存 器、保护时间和预分频寄存器。
7.1.4 波特率
波特率即数据的传送速度，在串行通信中，每秒钟传送 的二进制数的位数称为波特率，单位是比特/秒（bit/s）， 或波特（baud）。波特率的倒数就是每一位数的传送时间， 单位为秒。USART根据波特率发生器提供宽范围的波特率进 行选择。
7.2 STM32的USART的结构特性
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ｉ 比特 ； １ ｊ ｉ
（． １ 中国科学院 电子学研 究所 北京 １０ ８ ；． ０ ０ ０ ２ 中国科学院研 究生院 北京 １０ ３） ０ ０ ９
摘
要 ：Ｔ ３ ０ ５ １ 作 为一种低功耗高性能 的 ＤＳ ＭＳ ２Ｃ ５ ０ Ｐ处理器得 到了广泛的应用 ， 由于不提供 异步 串 Ｅ ， ｌ给它与其他
异步设备之间 的通信带来 困难 。文章给出了利用 ＴＭＳ ２ ＶＣ ５ ０的缓冲同步串行 口和 ＤＭＡ通道 ， ３０ ５ １ 通过对 异步 比特 信号进行 １ 倍 过采样的方法实现 ＲＳ ３ ６ ２２异步通信 ， 着重说 明了实现异 步通信 的工作 原理 、 硬件 连接结构 及软件操 作 流程等 ， 给出 了其在机载 Ｓ 并 ＡＲ天线 稳定 平台测试系统 中的应用实 例。该方 法无 需其他外部器件 ， 硬件实 现简单 ， 程
维普资讯
电
子
测
量
技
术
第２ ９卷 第 ６ 期
２Ｏ Ｏ ６年 １ 月 ２
ＥＬＥ ｒ ＲＯＮＩ Ｃ ＭＩ ＥＡＳ ＵＲＥＭ Ｅ ＮＴ ＴＥ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｔ ３ ０ Ｃ ５ ０同步 串 口实现 异 步 通信 ＭＳ ２ Ｖ ５ １
吴 广 州 张 平
序流程简 洁 ， 提高 了 ＴＭＳ ２ ＶＣ ５ ０芯片使用 的灵活性 和通用性 。 ３０ ５１ 关键 词 ：异 步通信 ；过 采样 ；平台测试
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０ 引 言
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数 据字
性， 借助 Ｄ ＭＡ通 道 ， 以软件 的方 式 实 现 了异 步 串行 通 信 。 这种方 法 无 需 其 他 额 外 的 硬 件 ， 序 简 单 ， 高 了 程 提 Ｔ ３０ Ｃ ５０ 片使用 的灵 活性 和通 用性 。 ＭＳ ２Ｖ ５ １ 芯