第04章-3、UART

1、LOGO第四章 LPC1700系列處理器基本接口技術4.4 UART串口通信串口功能概述RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調制解調器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標 準。（1）接口的信號內容： 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。（2）接口的電氣特性： 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏 輯“1”，-5 -15V；邏輯“0” +5 +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能

2、識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1” (3) 接口的物理結構： 一般采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （4）傳輸電纜長度： 在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺串口功能概述DB9 Male (Pin Side) - 1 2 3 4 5 / 6 7 8 9 / - 信號 DB-25 DB-9 公共地 7 5發(fā)送數(shù)據(jù)（TD） 2 3*接受數(shù)據(jù)（RD） 3 2*數(shù)據(jù)終端準備（DTR） 20 4數(shù)據(jù)準備好（DSR） 6 6請求發(fā)送（

3、RTS） 4 7清除發(fā)送（CTS） 5 8數(shù)據(jù)載波檢測（DCD） 8 1振鈴指示（RI） 22 9串口功能概述 異步通信的特點是：一個字符一個字符地傳輸，每個字符一位一位地傳輸，并且傳輸一個字符時，總是以“起始位”開始，以“停止位”結束,字符之間沒有固定的時間間隔要求。每一個字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值），字符本身由5-7位數(shù)據(jù)位組成，接著字符后面是一位校驗位（也可以沒有校驗位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定長的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平（邏輯值），這樣就保證起始位開始處一定有一個下跳沿。 串口功能概述概述LPC1700處理器芯片具有4個符合符合550

4、工業(yè)標準的異步串行口（UART）UART0、UART1、UART2和UART3。其中UART0、2、3除外設基地址不同以外功能是相同的，而UART1除了具有其他三個普通串口的功能外還具有一個額外的MODEM接口。特性每個UART具有獨立的16字節(jié)收發(fā)FIFO；寄存器位置符合550工業(yè)標準；接收器FIFO觸發(fā)點可為1, 4, 8和14字節(jié)；內置波特率發(fā)生器；包含實現(xiàn)軟件流控制的機制；UART3包含了一個支持紅外通信的IrDA模式。 UART的結構APB接口提供CPU或主機與UART之間的通信連接。UARTn波特率發(fā)生器模塊UnBRG產(chǎn)生UARTn發(fā)送模塊所需的時序。UARTn接收器模塊UnRX監(jiān)

5、視串行輸入線RXDn的有效輸入。UARTn接收移位寄存器（UxRSR）通過RXDn接收有效字符。 UARTn發(fā)送器模塊UnTX接收CPU或主機寫入的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)緩存到UARTn發(fā)送保持寄存器FIFO（UnTHR）中。 中斷接口包含寄存器UnIER和UnIIR。 UnTX和UnRX的狀態(tài)信息保存在UnLSR中。UnTX和UnRX的控制信息保存在UnLCR中 寄存器功能描述為了節(jié)省地址空間，在UART中有的寄存器擁有相同的地址，通過讀、寫操作來分別操作。如RBR與THR；IIR與FCR寄存器等。訪問分頻鎖存寄存器DLLDLM必須有效DLAB位（即置1），該位如果置0則訪問另外的寄存器。寄存器功能描

6、述UART接收緩沖寄存器UnRBRUnRBR是UART接收FIFO的頂部字節(jié)。它包含了最早接收到的字符，可通過總線接口讀出。LSB（bit0）代表最早接收到的數(shù)據(jù)位。如果接收到的字符小于8位，未使用的高位填充為0。如果要訪問UnRBR，UnLCR的分頻鎖存訪問位（DLAB）必須為0。UnRBR為只讀寄存器。由于PE、FE和BI位與RBR的FIFO頂端字節(jié)相對應（即下次讀RBR時讀出的字節(jié)） ，因此，將接收的字節(jié)及其狀態(tài)位成對讀出的正確方法是先讀U0LSR，再讀U0RBR。 UART發(fā)送保持寄存器UnTHR UnTHR是UART發(fā)送FIFO的頂部字節(jié)，它包含了發(fā)送FIFO中最新的字符，可通過總線

7、接口寫入。LSB代表最先發(fā)送的位。 如果要訪問UnTHR，UnLCR的分頻鎖存訪問位（DLAB）必須為 0。U0THR為只寫寄存器。 UART分頻鎖存低位寄存器與高位寄存器除數(shù)鎖存是波特率發(fā)生器的一部分，它保存了用于產(chǎn)生波特率時鐘的APB時鐘PCLK分頻值，波特率時鐘必須是波特率的16倍. UnDLL和UnDLM寄存器一起構成一個16位除數(shù)，UnDLL包含除數(shù)的低8位，UnDLM包含除數(shù)的高8位。值0 x0000被看作是0 x0001，因為除數(shù)是不允許為0的。當訪問UART分頻鎖存寄存器時，分頻鎖存訪問位（DLAB）必須為1。 UART中斷使能寄存器UnIER UART中斷標志寄存器UnIIR

8、UxIIR提供狀態(tài)代碼用于指示一個掛起中斷的中斷源和優(yōu)先級。在訪問UxIIR過程中，中斷被凍結。如果在訪問UxIIR時產(chǎn)生了中斷，該中斷被記錄，下次UxIIR訪問可讀出。 UART的中斷處理UART FIFO控制寄存器UnFCR UART線控制寄存器UnLCRUART線狀態(tài)寄存器UnLSR UART自動波特率控制寄存器UnACR UART的自動波特率控制寄存器用于控制輸入時鐘/數(shù)據(jù)率的測量過程。測量結果供波特率發(fā)送模塊使用，并且用戶可以對該寄存器讀寫。UART基本操作基本操作方法 ：設置I/O連接到UARTn；設置串口波特率(UnDLM、UnDLL)；設置串口工作模式(UnLCR、UnFCR )；發(fā)送或接收數(shù)據(jù)(UnTHR、UnRBR)；檢查串口狀態(tài)字(UnLSR)或者等待串口中斷(UnIIR)。應用舉例查詢方式UART0初始化函數(shù)UART0_Init（） 字節(jié)發(fā)送函數(shù)UART0_SendByte（） 使用查詢方式進行串口數(shù)據(jù)傳輸用戶程序主要通過讀取U0LSR線狀態(tài)寄存器，讀出的對應位是否置位來判斷操作是否完成。 字節(jié)接收函數(shù)UART0_GetChar（） 中斷方式用中斷方式使用串口更符合實際應用要求。當串口有接收發(fā)送操作完成或者操作錯誤時產(chǎn)生中斷，CPU被中斷后中斷服務程序根據(jù)UnIIR中斷標志寄存器的標