uart串口通信介紹
UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線,用于異步通信。該總線雙向通信,可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)中,UART用來(lái)主機(jī)與輔助設(shè)備通信,如汽車(chē)音響與外接AP之間的通信,與PC機(jī)通信包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件,如EEPROM通信。
功能計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù),不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到Modem,必須經(jīng)過(guò)UART整理才能進(jìn)行異步傳輸,其過(guò)程為:CPU先把準(zhǔn)備寫(xiě)入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器(臨時(shí)內(nèi)存塊)中,再通過(guò)FIFO(First Input First Output,先入先出隊(duì)列)傳送到串行設(shè)備,若是沒(méi)有FIFO,信息將變得雜亂無(wú)章,不可能傳送到Modem。
它是用于控制計(jì)算機(jī)與串行設(shè)備的芯片。有一點(diǎn)要注意的是,它提供了RS-232C數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口,這樣計(jì)算機(jī)就可以和調(diào)制解調(diào)器或其它使用RS-232C接口的串行設(shè)備通信了。作為接口的一部分,UART還提供以下功能:將由計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳送過(guò)來(lái)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出的串行數(shù)據(jù)流。將計(jì)算機(jī)外部來(lái)的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié),供計(jì)算機(jī)內(nèi)部并行數(shù)據(jù)的器件使用。在輸出的串行數(shù)據(jù)流中加入奇偶校驗(yàn)位,并對(duì)從外部接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。在輸出數(shù)據(jù)流中加入啟停標(biāo)記,并從接收數(shù)據(jù)流中刪除啟停標(biāo)記。
處理由鍵盤(pán)或鼠標(biāo)發(fā)出的中斷信號(hào)(鍵盤(pán)和鼠標(biāo)也是串行設(shè)備)??梢蕴幚碛?jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備的同步管理問(wèn)題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū),比較新的UART是16550,它可以在計(jì)算機(jī)需要處理數(shù)據(jù)前在其緩沖區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)16字節(jié)數(shù)據(jù),而通常的UART是8250。如果您購(gòu)買(mǎi)一個(gè)內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器,此調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部通常就會(huì)有16550 UART。
結(jié)構(gòu)1、輸出緩沖寄存器,它接收CPU從數(shù)據(jù)總線上送來(lái)的并行數(shù)據(jù),并加以保存。
2、輸出移位寄存器,它接收從輸出緩沖器送來(lái)的并行數(shù)據(jù),以發(fā)送時(shí)鐘的速率把數(shù)據(jù)逐位移出,即將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出
3、 輸入移位寄存器,它以接收時(shí)鐘的速率把出現(xiàn)在串行數(shù)據(jù)輸入線上的數(shù)據(jù)逐位移入,當(dāng)數(shù)據(jù)裝滿后,并行送往輸入緩沖寄存器,即將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。
4、輸入緩沖寄存器,它從輸入移位寄存器中接收并行數(shù)據(jù),然后由CPU取走
5、控制寄存器,它接收CPU送來(lái)的控制字,由控制字的內(nèi)容,決定通信時(shí)的傳輸方式以及數(shù)據(jù)格式等。例如采用異步方式還是同步方式,數(shù)據(jù)字符的位數(shù),有無(wú)奇偶校驗(yàn),是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn),停止位的位數(shù)等參數(shù)
6、狀態(tài)寄存器。狀態(tài)寄存器中存放著接口的各種狀態(tài)信息,例如輸出緩沖區(qū)是否空,輸入字符是否準(zhǔn)備好等。在通信過(guò)程中,當(dāng)符合某種狀態(tài)時(shí),接口中的狀態(tài)檢測(cè)邏輯將狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置“1”,以便讓CPU查詢。