• s3c2440裸机-UART编程(一、UART硬件介绍及传输原理)


    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

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