7usart串口收发实验教学

第七章串口收发实验目录：1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计目录：传统的并行传输模式优点：速度快，信息量大。缺点：1·并行通信方式，口线较多，线路连接复杂。2·抗干扰能力差，在PCB板上这么多暴露的连线非常容易受到外界和空间的干扰。

串行传输方式串行数据接口是数据传输的另外一种方式，它是指构成字符的二进制代码序列在一条信道上以位（码元）为单位，按时间顺序且按位输出的方式。如图1所示为一副典型的串行通信图：采用串行传输方式降低了传输线路的成本，比起并行传输需要十几根甚至几十根线相比具有明显的优势，需要注意的是，双方保持同步是实现数据交换的必要条件。常见的串行传输方式接口名称类型数据类型使用场合说明SPI同步电平板级扩展串行三线模式I2C同步电平板级扩展串行二线接口USART同步异步电平板级扩展系统通信用于系统通信需要电平转换目录：1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计异步串行接口（USART）异步传输是一种面向字符的传输技术，它是利用字符的再同步方式实现数据的发送和接收，在异步传输方式下，最基本的数据传输单元是一个字符帧。异步传输一个字符帧的组成方式称为该字符的数据帧格式。基本的字符数据帧是由7~13位组成的，其格式如图所示：图中符号的含义如下：IDLE:线路空闲，线路空闲时，线路保持逻辑1St：起始位，逻辑0[n]:数据位（0~8），最少5位，最多9位，低位在前[P]：校验位。SPn：停止位，逻辑1从图中可知，异步传输的字符数据帧是由1个数据位字加上同部位（开始和结束位）以及作为检错的校验位3部分构成：数据空闲时，数据线保持逻辑1，称为空闲状态数据帧由1位的逻辑0表示开始，该位称为开始位（St）在起始位后面跟着数据位，数据位的长度可以在5~9位之间进行选择，低位在前数据位后面是以为校验位[P]数据帧的结束是由停止位构成的，停止位为逻辑1，长度为1位或者2位。在一般的典型应用中，异步传输的数据帧通常采用1位起始位，8位数据位，无校验位，1位停止位。在串行传输中，发送端以数据帧为单位，逐帧发送数据，接收端也是以数据帧为单位，逐帧接收。两个数据帧之间可以有空闲状态也可以无空闲状态。因此异步传输的优点是不需要传送专用的同步时钟信号，数据帧之间的间隔长度不受限制，所需要的设备简单；缺点是在数据帧中采用了开始位和停止位实现同步，因此降低了有效数据的传输速率。波特率在异步通信中，怎样实现数据同步？发送端和接收端依靠什么协议调整数据的发送和接收呢？这里的关键点在于，接收方如何正确的检测到发送端所发送的数据帧，并能够正确地接收数据。这除了要依靠数据帧的格式以外，还有一个重要的指标——波特率。首先，发送和接收双方都必须采用相同的，一个约定好的串行通信波特率。确定波特率，其实就是规定数据帧中一个位的宽度。一旦确定了波特率，那么通信的双方就必须在相同的波特率下工作。波特率相当于一把检测（扫描）数据帧的“尺子”。波特率的定义为每秒钟传送的二进制数码的位数（也叫比特率），单位是b/s。通常异步通信所采用的标准波特率是1200的倍数，2400，4800,9600,19200,38400等。当异步通信的波特率和数据帧的格式确定以后，发送方就按照规定的数据帧格式，规定的位宽度发送数据帧。接收方则以传输线的空闲状态（逻辑1）作为起点，不停地检测和扫描传输线，测试到最后的停止位时，如果为1，则说明数据帧已经结束。目录：1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计CC2530串口通信组件CC2530具有USART0和USART1两个串行接口，它们可以运行于异步UART模式或者同步SPI模式。两个USART具有同样的功能，可以设置不同的GPIO引脚。CC530的异步串行接口提供包含有RXD，TXD的两线或者RXD，TXD，RTS和CTS的四线。异步传输UART具有以下的特点：8位或者9位数据位；奇偶校验位软件可配置起始位和停止位接收和发送中断互相独立，互不干扰接收和发送DMA触发也相互独立UART的发送和接收1）UART发送当向USART收/发数据缓冲寄存器UxBUF写入数据时，该数据字节发送到输出引脚TXDx。当字节传输开始时，UxCSR的ACIVE位设置为1，当字节传输完成时，UxCSR的ACTIVE位清0，同时，UxCSR的TX_BYTE位设置为1。当USART收/发数据缓冲寄存器准备接收新的数据时，就会产生一个中断请求。该中断在传送开始后立刻发生，因此当字节正在发送时，新的字节可以装入数据缓冲器。2）UART接收当1写入UxCSR的RE位时，便可以接收数据。UART首先在输入引脚RX-DX中寻找有效的起始位，并且设置UxCSR的ACTIVE位为1。一旦检测到有效起始位，收到的数据便移位到接收寄存器，同时UxCSR的RX-BYTE位置1，并且产生接收中断，UxCSR的ACTIVE位变为低电平。通过读取UxBUF寄存器，接收到数据字节。一旦UxBUF读出，UxCSR的Rx-BYTE位由硬件清0。相关寄存器位名称复位读/写功能描述7MODE0R/W模式选择。0:SPI模式

1：UART模式6RE0R/W接收允许位0：禁止接收1：允许接收5SLAVE0R/WSPI主从模式选择。0：SPI主1：SPI从4FE0R/W0帧错误状态标志：0：无错；1：停止位电平出错3ERR0R/W0奇偶错误状态标志：0：无错1：奇偶检测错2RX_BYTE0R/W0接收字节状态位

0：无接收字节1：接受完1字节1TX_BYTE0R/W0发送字节状态位。0：无字节发送

1：已发送0ACTIVE0R收发状态位。0：空闲；1：正在发送或接收USART0的控制和状态寄存器U0CSRUSART0控制寄存器U0UCR位名称复位读/写功能描述7FLUSH0R/W刷新，当设置位1时，停止当前操作返回空闲状态6FLOW0R/W硬件流控制位。0：流控制屏蔽；1：流控制允许5D90R/WUART奇偶位。0：奇校验

1：偶校验4BIT90R/W9位允许位。0：发送8位数据；1：发送9位数据3PARITY0R/W奇偶校验允许位。0：无奇偶校验1：奇偶校验2SPB0R/W停止位设置。0:1个停止位；1：两个停止位1STOP1R/W停止位电平设置。0：停止位为低电平；1：停止位为高电平0START0R/W起始位电平设置。0：起始位为高电平；1：起始位为低电平USART0通用控制寄存器（U0GCR）位名称复位读/写功能描述5ORDER0R/W数据位的发送顺序。0：先发送低位；1先发送高位4:0BAUD[4:0]0R/W波特率指数控制位。与BAUD_M一起决定UART波特率USART0波特率控制寄存器（U0BAUD）位名称复位读/写功能描述7:0BAUD_M[7:0]0R/W波特率尾数控制位，与BAUD_M一起决定波特率USART0发送和接收缓冲寄存器（U0BUF）位名称复位读/写功能描述7:0DATA[7:0]0x00R/W接收和发送缓冲寄存器。写寄存器时，数据写入内部的发送寄存器中；当读该寄存器时，读取内部接收寄存器的数据外设控制寄存器PERCFG位名称复位读/写功能描述1U1CFG0R/w串口1端口映射。0：转换位置1；1：转换位置20U0CFG0R/W串口0端口映射。0：转换位置1；1：转换位置2端口0功能选择P0SEL位名称复位读/写功能描述7:0SELP0_[7:0]0x00R/WP0.7~P0.0功能选择。0：GPIO；1：外设端口端口1功能选择P1SEL位名称复位读/写功能描述7:0SELP1_[7:0]0x00R/WP1.7~P1.0功能选择。0：GPIO；1：外设端口目录：1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计接口学习这是通用的串口接头，同学们手边的学习电脑一般都为笔记本电脑，为了符合轻薄的市场需求，这种接头如今在笔记本电脑上已经消失。Usb口为现在电脑应用最广泛的一种总线通信机制，同学们手边的电脑不关多么轻薄，usb接口一定存在，因此我们使用Usb总线接口虚拟出一个串口进行实验和学习。安装串口相关驱动将开发板接上电脑USB，并安装相关驱动。具体的驱动文件，已经在文件夹中准备如图所示：按照电脑的提示，安装驱动，成功之后可以看到电脑的设备管理器上出现相应的串口号如图所示：开发板串口硬件电路目录：1·串行数据传输模式2.异步串行接口（USART）2·CC2530中的串口3·硬件电路设计4·软件设计软件设计实验任务：实现单片机向计算机的数据发送功能，实现单片机对计算机的数据接收功能。如果有数据到来，指示灯点亮，同时将接收到的数据通过串口返回给计算机，验证数据接收的正确性，数据以‘#’结尾，数据的长度不大于30。主题流程图#defineUART_SETUP(uart,baudRate,options)\do{\if((uart)==0){\if(PERCFG&0x01){\P1SEL|=0x30;\}else{\P0SEL|=0x0C;\}\}\else{\if(PERCFG&0x02){\P1SEL|=0xC0;\}else{\P0SEL|=0x30;\}\}\U##uart##GCR=BAUD_E((baudRate),CLKSPD);\U##uart##BAUD=BAUD_M(baudRate);\\U##uart##CSR|=0x80;\U##uart##UCR|=((options)|0x80);\\if((options)&TRANSFER_MSB_FIRST){\U##uart##GCR|=0x20;\}\}while(0)voidUartTX_Send_String(uchar*Data,intlen){intj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*Data++;while(UTX0IF==0);UTX0IF=0;}}#defineINT_ENABLE(inum,on)\do{\if(inum==INUM_RFERR){RFERRIE=on;}\elseif(inum==INUM_ADC){ADCIE=on;}\elseif(inum==INUM_URX0){URX0IE=on;}\elseif(inum==INUM_URX1){URX1IE=on;}\elseif(inum==INUM_ENC){ENCIE=on;}\elseif(inum==INUM_ST){STIE=on;}\elseif(inum==INUM_P2INT){(on)?(IEN2|=0x02):(IEN2&=~0x02);}\elseif(inum==INUM_UTX0){(on)?(IEN2|=0x04):(IEN2&=~0x04);}\elseif(inum==INUM_DMA){DMAIE=on;}\elseif(inum==INUM_T1){T1IE=on;}\elseif(inum==INUM_T2){T2IE=on;}\elseif(inum==INUM_T3){T3IE=on;}\elseif(inum==INUM_T4){T4IE=on;}\elseif(inum==INUM_P0INT){P0IE=on;}\elseif(inum==INUM_UTX1){(on)?(IEN2|=0x08):(IEN2&=~0x08);}\elseif(inum==INUM_P1INT){(on)?(IEN2|=0x10):(IEN2&=~0x10);}\elseif(inum==INUM_RF){(on)?(IEN2|=0x01):(IEN2&=~0x01);}\elseif(inum==INUM_WDT){(on)?(IEN2|=0x20):(IEN2&=~0x20);}\}while(0)发送函数voidUartTX_Send_String(uchar*Data,intlen){intj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*Data++;while(UTX0IF==0);UTX0IF=0;}}接收函数temp=U0DBUF;BYTERecdata[30]="HelloEnlern!!!";INIT_LED_PORT();PERCFG=0x00;//P0功能转换

U0CSR|=0X40;//uart接收使能

UART_SETUP(0,57600,HIGH_STOP);INT_GLOBAL_ENABLE(INT_ON);//开总中断

INT_ENABLE(INUM_URX0,INT_ON);//开接受中断

stringlen=strlen((char*)Recdata);UartTX_Send_String(Recdata,stringlen);//发送Recdata#pragmavector=URX0_VECTOR__interruptvoidUART0_ISR(void){ URX0IF=0; //清中断标志位

temp=U0DBUF;}while(1){if(RTflag==1) //接收

{LED1=LED_ON; //接收状态指示

if(temp!=0){if((temp!='