s3c2440裸机-UART编程1-UART硬件介绍及传输原理

发布时间:2024-07-08  

1.uart硬件介绍

UART的全称是Universal Asynchronous Receiver and Transmitter(异步收发器)。 uart主要用于:


1.打印调试

2.数据传输

串口通过三根线即可,发送、接收、地线。


pc的TxD -> arm的RxD (UART write)

arm的TxD -> pc的RxD  (UART read)

2.uart的参数和格式

波特率:表示每秒传输多少bit,bits per second(bps).一般波特率都会有9600,19200,115200等选项。

格式:


起始位: 先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输数据的开始。

数据位:可以是5~8位逻辑”0”或”1”。一般7位,刚好可以传输所有ASCII码。

校验位:

    奇校验:(校验位+数据位)使得“1”的位数为奇数

    偶校验:(校验位+数据位)使得“1”的位数为偶数

    举个栗子:

    ‘A’的ASCII值是0x41,二进制就是01000001,那么奇校验就在校验位写‘1’,偶校验就在校验位写‘0’   

停止位:它是一个字符数据的结束标志。

3.UART是如何传输一个字符‘A’的

‘A’的ASCII值是0x41,二进制就是01000001,怎样把这8位数据发送给PC机呢?


1.双方约定好波特率(每一位占据的时间)

2.规定传输协议

现在处于这种模式:arm的TxD -> pc的RxD (UART read)


1.arm拉低uart总线1bit的时间(起始位)

2.arm根据数据位依次驱动TxD的电平,同时PC依次读取uart总线,数据到达PC的RxD引脚,pc依次获得数据位

为了能够进行远距离的传输数据,我们的PC是使用的RS-232逻辑电平,而arm开发板使用的TTL/CMOS逻辑电平。这里先讲解下什么是TTL逻辑电平,什么是RS-232逻辑电平。


TTL/CMOS逻辑电平:


0(低电平0-0.7v)表示逻辑'0'

1(高电平2-5v)  表示逻辑'1'

RS-232逻辑电平:


(+3V ~ +12V) 表示逻辑'0'

(-12V ~ -3V) 表示逻辑'1'

TTL逻辑电平的波形:


RS232逻辑电平的波形:


那么在起始信号开始后开始计时,arm每隔一个时钟往TxD放1bit数据,同时pc也从RxD get 1bit数据.


arm             pc

TxD=data[0:],    data[0:]=RxD

TxD=data[1:],    data[1:]=RxD

... 

TxD=data[7:],    data[7:]=RxD

为什么用RS232?


我们知道RS232的逻辑'0'和逻辑'1'相差较大,比TTL/CMOS差距大,那么逻辑电平不容易出现反转,能传输更远的距离,在工业上用得比较多。


所以我们上面PC拿到的数据是不对的,那么需要一个TTL转RS232的电平转换芯片。


4.ARM芯片是如何收发数据的呢?


发送数据:


内存将数据放入发送FIFO(64byte),通过发送移位器将数据一位一位的依次发送到TXDn,这样PC就可以从总线上依次get到数据。

接收数据:


当pc的TXDn端将数据发送到总线后,arm获取RXDn的引脚电平依次get到数据,逐位放进接收移位器,再放入FIFO,写入内存。

当然,也可不使用fifo,直接让内存与移位器交互,不过这样会造成浪费内存资源,内存的频率是很高滴,降低了内存的吞吐量


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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