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1、系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术*1第四讲 总线数据传输中的UART技术主讲人：于海滨 二教中楼309室 系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术UART UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter（通用异步接收/ 发送装置） 实质是一种通用串行总线，用于异步通信 可以实现全双工传输和接收 在嵌入式设计中，UART通常用于嵌入式系 统板与PC机之间通信，典型的例子就是串 口*2系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术典型UART设备的发送流程 首先将接收到的并
2、行数据转换成串行数据（ 并串转换） 传输时消息帧从一个低位起始位开始，后面 是7个或8个数据位，一个可用的奇偶位和 一个或几个高位停止位 如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加 上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验*3系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术典型UART设备的接收流程 接收器发现开始位后，获知数据准备发送，做好 接收数据准备 在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结 束位，对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字 节从串行转换成并行 UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态 。例如，如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇 偶标志 *4系统集成与总
3、线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术UART的数据方向 数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开 始 有些UART允许灵活选择先发送最低有效 位或最高有效位(MSB) *5系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术UART的通信速度 微控制器中的UART传送数据的速度范围为每秒几 百位到1.5Mb 例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信 的速度可以高达1.1152Mbps。UART波特率还受发送和 接收线对距离（线长度）的影响 市场上有只支持异步通信和同时支持异步与同步 通信的两种硬件可用于UART 前者就是UART名字本身的含义，在摩
4、托罗拉微控制器 中被称为串行通信接口（SCI）；Microchip微控制器中 的通用同步异步收发器（USART）和在富士通微控制器 中的UART是后者的两个典型例子*6系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术UART的实现方式芯片内部集成UART，直接选用具有UART接口的MCU 例如单片机、ARM在MCU的并行总线上扩展UART芯片，如Ti的TL16C552，用 硬件来实现异步数据传输 优点：软件实现简单 缺点：总线还要扩展其他设备，使目标系统复杂化利用MCU的通用I/O或同步串口采用软件模拟异步时序，实现 软件UART 优点：硬件简单 缺点：软件实现复杂，加大MCU
5、负担，不适合通信数据量大 的场合*7系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术计算机中的UART UART是计算机中串行通信端口的关键部分 在计算机中，UART相连于产生兼容RS232规 范信号的电路 当一个微控制器中的UART相连于PC时，它需 要一个RS232驱动器来转换电平*8系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术RS232C串行总线 电气连接方式*9系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术TTL、CMOS和RS232电平TTL电平 输出高电平2.4V，输出低电平=2.0V，输入低电平 i) /数据按位发送 if(n
6、BitTemp = 1) *(volatile int*)(DXR1_ADDR(0) = 0xffff;/发送数据“1” while(*(volatile int*)(SPSD_ADDR(0) else *(volatile int*)(DXR1_ADDR(0) = 0x0000;/发送数据“0” while(*(volatile int*)(SPSD_ADDR(0) *(volatile int*)(DXR1_ADDR(0) = 0xffff;/发送终止位“1” while(*(volatile int*)(SPSD_ADDR(0) 系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总
7、线技术42实现代码（2）接收数据int SerialReceive() int nTemp10; int i, nBitTemp; int nRXData = 0; *(volatile int*)(SPSA_ADDR(0) = SPCR1_SUBADDR; *(volatile int*)(SPSD_ADDR(0) = 0x0001;/接收使能 for( i = 0 ; i i); if(nTemp if(nOneNum = 3) return 1; else return 0; 系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术*44The end结束系统集成与总线技术系统集
8、成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术课程小论文要求 结合自己的科研实际完成一篇与总线相关的小论文 至少包含以下内容 我正在从事的课题是“xxxxxx”，里面用到了xxx总线技术 选取xxx总线的依据是 系统的基本结构是，用来实现xxx总线，拟实现 的技术指标是 实现的细节，包括硬件、软件 题目自拟，但必须包含选取的总线名称，副标题为 学号、姓名 字数在3000字左右，需打印 提交时间：5月16日之前，二教中楼309，可集中后 一起交系统集成与总线技术系统集成与总线技术计算机总线技术计算机总线技术课程小论文要求 若暂时还未进入课题 从下述总线中选取一种，完成一篇综述性文章，介绍该总线 的基本原理、主要特性、应用范围，并列举至少一个应用实 例，给出该应用实例的电路结构框图、工作原理、实现的功 能和具体技术指标 CAN USB RS232 RS485 I2C SPI Modbus Profibus 无线方面的总线协议
