DSP-通用异步串行口(UART)实验

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UART串口通信实验报告

实验四UART串口通信学院：研究生院学号：1400030034姓名：张秋明一、实验目的及要求设计一个UART串口通信协议，实现“串<-->并”转换功能的电路，也就是“通用异步收发器”。

二、实验原理UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。

该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

资料位：紧接着起始位之后。

资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。

通常采用ASCII码。

从最低位开始传送，靠时钟定位。

奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。

可以是1位、1.5位、2位的高电平。

由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。

因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。

适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

波特率：是衡量资料传送速率的指标。

表示每秒钟传送的符号数（symbol）。

一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。

例如资料传送速率为120字符/秒，传输使用256阶符号，每个符号代表8bit，则波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。

这两者的概念很容易搞错。

三、实现程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号;rs232_tx: out std_logic --RS232发送数据信号;); end uart;architecture behav of uart iscomponent uart_rx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送);end component;component speed_select port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic --接收数据后，波特率时钟启动信号置位);end component;component uart_tx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);end component;signal bps_start_1:std_logic;signal bps_start_2:std_logic;signal clk_bps_1:std_logic;signal clk_bps_2:std_logic;signal rx_data:std_logic_vector(7 downto 0);signal rx_int:std_logic;beginRX_TOP: uart_rx port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,rs232_rx=>rs232_rx,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1,rx_data=>rx_data,rx_int=>rx_int);SPEED_TOP_RX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1);TX_TOP:uart_tx port map(clk=>clk, --系统时钟rst_n=>rst_n, --复位信号rs232_tx=>rs232_tx, --RS232发送数据信号clk_bps=>clk_bps_2, --此时clk_bps 的高电平为发送数据的采样点bps_start=>bps_start_2,--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data=>rx_data, --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int=>rx_int --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);SPEED_TOP_TX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_2,bps_start=>bps_start_2);end behav;-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3个子模块------------------------------------------------------------------------------异步接收模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_rx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_rx;architecture behav of uart_rx issignal rs232_rx0: std_logic;signal rs232_rx1: std_logic;signal rs232_rx2: std_logic;signal rs232_rx3: std_logic;signal neg_rs232_rx:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal rx_data_r:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_rx0<='0';rs232_rx1<='0';rs232_rx2<='0';rs232_rx3<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrs232_rx0<=rs232_rx;rs232_rx1<=rs232_rx0;rs232_rx2<=rs232_rx1;rs232_rx3<=rs232_rx2;end if;end if;neg_rs232_rx <=rs232_rx3 and rs232_rx2 and not(rs232_rx1)and not(rs232_rx0);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';rx_int<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rs232_rx='1') then--接收到串口数据线rs232_rx 的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收rx_int<='1';--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号rx_int<='0';--接收数据中断信号关闭end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_data_r<="00000000";rx_data<="00000000";num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rx_data_r(0)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 2=>rx_data_r(1)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 3=>rx_data_r(2)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 4=>rx_data_r(3)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 5=>rx_data_r(4)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 6=>rx_data_r(5)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 7=>rx_data_r(6)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 8=>rx_data_r(7)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 10=>rx_data<=rx_data_r;when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;---------------------------------波特率控制模块-----------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity speed_select isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic--接收数据后，波特率时钟启动信号置位或者开始发送数据时，波特率时钟启动信号置位);end speed_select;architecture behav of speed_select issignal cnt:std_logic_vector(12 downto 0);signal clk_bps_r:std_logic;constant BPS_PARA:integer:=5207;constant BPS_PARA_2:integer:=2603;beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thencnt<="0000000000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif((cnt=BPS_PARA)or(bps_start='0')) thencnt<="0000000000000"; --波特率计数器清零elsecnt<=cnt+'1';--波特率时钟计数启动end if;end if;end if;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenclk_bps_r<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(cnt=BPS_PARA_2) thenclk_bps_r<='1'; --clk_bps_r高电平为接收数据位的中间采样点，同时也作为发送数据的数据改变点elseclk_bps_r<='0'; --波特率计数器清零end if;end if;end if;clk_bps<=clk_bps_r;end process;end behav;---------------------------------异步发送模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_tx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_tx;architecture behav of uart_tx issignal rx_int0: std_logic;signal rx_int1: std_logic;signal rx_int2: std_logic;signal neg_rx_int:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal tx_data:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_int0<='0';rx_int1<='0';rx_int2<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrx_int0<=rx_int;rx_int1<=rx_int0;rx_int2<=rx_int1;end if;end if;neg_rx_int <=not(rx_int1)and (rx_int2);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';tx_data<="00000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rx_int='1') then--接收到串口数据线rs232_rx的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收tx_data<=rx_data;--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_tx<='1';num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rs232_tx<='0';when 2=>rs232_tx<=tx_data(0);--发送第1bitwhen 3=>rs232_tx<=tx_data(1);--发送第2bitwhen 4=>rs232_tx<=tx_data(2);--发送第3bitwhen 5=>rs232_tx<=tx_data(3);--发送第4bitwhen 6=>rs232_tx<=tx_data(4);--发送第5bitwhen 7=>rs232_tx<=tx_data(5);--发送第6bitwhen 8=>rs232_tx<=tx_data(6);--发送第7bitwhen 9=>rs232_tx<=tx_data(7);--发送第8bitwhen 10=>rs232_tx<='1';when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;四、实验步骤1、建立新工程UART，选择芯片，型号为cyclone ii EP2C35F484C8。

快速傅里叶变换(含详细实验过程分析)

一、实验目的1、掌握FFT 算法和卷积运算的基本原理；2、掌握用C 语言编写DSP 程序的方法；3、了解利用FFT 算法在数字信号处理中的应用。

二、实验设备 1. 一台装有CCS 软件的计算机； 2. DSP 实验箱的TMS320C5410主控板； 3. DSP 硬件仿真器。

三、实验原理（一）快速傅里叶变换傅里叶变换是一种将信号从时域变换到频域的变换形式，是信号处理的重要分析工具。

离散傅里叶变换（DFT ）是傅里叶变换在离散系统中的表示形式。

但是DFT 的计算量非常大， FFT 就是DFT 的一种快速算法, FFT 将DFT 的N 2步运算减少至 ( N/2 )log 2N 步。

离散信号x(n)的傅里叶变换可以表示为∑=-=10][)(N N nk N W n x k X ， Nj N e W /2π-=式中的W N 称为蝶形因子，利用它的对称性和周期性可以减少运算量。

一般而言，FFT 算法分为时间抽取（DIT ）和频率抽取（DIF ）两大类。

两者的区别是蝶形因子出现的位置不同，前者中蝶形因子出现在输入端，后者中出现在输出端。

本实验以时间抽取方法为例。

时间抽取FFT 是将N 点输入序列x(n) 按照偶数项和奇数项分解为偶序列和奇序列。

偶序列为：x(0), x(2), x(4),…, x(N-2)；奇序列为：x(1), x(3), x(5),…, x(N-1)。

这样x(n) 的N 点DFT 可写成：()()∑++∑=-=+-=12/0)12(12/02122)(N n kn NN n nkNW n x Wn x k X考虑到W N 的性质，即2/)2//(22/)2(2][N N j N j N W e e W ===--ππ因此有：()()∑++∑=-=-=12/02/12/02/122)(N n nkN k NN n nkN W n x WWn x k X或者写成：()()12()kN X k X k W X k =+由于X 1(k) 与X 2(k) 的周期为N/2，并且利用W N 的对称性和周期性，即：k N N k N W W -=+2/可得：()()12(/2)kN X k N X k W X k +=-对X 1(k) 与X 2(k)继续以同样的方式分解下去，就可以使一个N 点的DFT 最终用一组2点的DFT 来计算。

USART通信接口设计实验

SBUF0 = UART_Buffer[i]; while(!TI0); TI0 = 0; }
UART_Data = 0; } } }
四、实验现象和结果
1、把串口线和 PC 机连接起来，运行程序后，通过串口调试软件发送 ASCII 码字符（需要以回车键结尾）到单片机实验板，单片机实验板接收到从串口调试软件发送过来的 ASCII
实验四 UART 通信接口设计实验
一、实验目的
1、理解用异步串行通信进行 RS232 通信的原理并能掌握其方法及编程；
2、学习使用定时器 T1 做波特率发生器，掌握计算波特率的方法。
二、实验仪器
1、自制的 C8051f410 实验开发板 1 块
2、直流稳压电源、示波器
各1台
3、仿真器（U-EC6）
1只
码字符后，又将同样的字符回送给串口调试软件，这样串口调试软件可以看到返回同样的字
符，如果收发的字符相同，则说明 PC 机与单片机实验板之间的通信成功，如下图所示。
注：串口通信波特率、位数据位、停止位、校验等参数设置值参考上图。
五、预习要求
1、读懂程序； 2、预先给出修改代码，以便更快更好的得出实验结果；
4、PC 机
1台
三、实验内容
实验任务：编写程序将单片机的 P0.4、P0.5 口配置为串口 0 通信口，将 PC 机发送给
c8051f410 的数据原样发回 PC 机，程序中用“0x0d”作为帧尾标志。
PC 端发送、接收可采用串口接收软件“串口调试助手 V2.1”。
在程序中通过交叉开关配置 TX0，RX0 分别到 P0.4、P0.5 引脚，由于 I/O 口是 TTL 电平信号，需要通过 MAX232 转换为 RS-232 电平后才能与 PC 机连接，连接电路如上图所示。

RS-485／422标准的UART在DSP系统中的实现

扶文树徐晓苏
南京２０９）１６０
（东南大学仪器科学与工程系
摘
要： Ⅱ公司的ＴＳ２Ｖ５１ＤＰ投有片上的通用异步串口（ＡＴ，要在Ｔ３０Ｃ４６为ＣＵ的系统中使Ｍ３０Ｃ４６型ＳＵＲ）若ＭＳ２Ｖ５１Ｐ
用ＵＲ，ＡＴ必须另行设计。在分析ＴＳ２Ｖ５１Ｍ３０Ｃ４６的多通道同步缓冲串口（ｃＳ）ＭＢＰ与通用串口芯片ＭＡ３ｄＸ１Ｏ接口原理的基
匝五］－－．匝互卜一
ＴＳ２Ｖ５１系统中实现的ＵＲＭ３０Ｃ４６ＡＴ设计方案，该ＵＲ是Ｒ一８／Ｓ４２电气标准的，ＡＴＳ４５Ｒ一２波特率高
” ｋ垂： “ ｎ匝卜－？
．
达２０，３Ｋ适合远距离的高速全双工串口通信。
在设计惯性组件（陀螺仪和加速度计）ＡＤ的／
模式进行设计的，以有必要以适当的篇幅介绍一所
下ＭｃＳ。ＢＰ
转换板时，因为要并行的高速采集６个通道（个３陀螺仪和３个加速度计）的模拟量，以要求ＣＵ所Ｐ
有较高的运行速度，者采用了ｒ笔ｌ１公司的Ｓ２Ｖ５１型ＤＰ３ＯＣ４６Ｓ。在该ＡＤ转换板上，／必不可少地要进行通信接口的设计，ＴＳ２Ｖ５１但Ｍ３０Ｃ４６没有像大多数单片机一样提供片上的通用异步串
（ｅａｍｎｏｓｕｅｔｃｎｅ＆ＥｇｅｒｇｏｔｅｓＵｉｒｔ，Ｎｎｉ２０９）ＤｐｒｅｔｆｎｔｍｎＳｉｃｔＩｒｅｎｉｉ，Ｓｕａｎｅｉｎｎｈｔｖｓｙａｊｇ１０６ｎ

uart实验报告

uart实验报告
《UART实验报告》
实验目的：通过实验学习串行通信的基本原理，掌握UART通信协议的工作原理和使用方法。

实验设备：单片机开发板、串口调试助手、电脑。

实验原理：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用的异步串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间进行数据传输。

UART通信协议包括数据位、停止位、奇偶校验位等参数，通过这些参数的设置可以实现不同的通信速率和数据传输方式。

实验步骤：
1. 连接单片机开发板和电脑，打开串口调试助手。

2. 在单片机开发板上编写UART通信程序，设置通信参数。

3. 将单片机开发板通过串口连接到电脑，打开串口调试助手。

4. 在串口调试助手上发送数据，观察单片机开发板接收到的数据。

5. 在单片机开发板上发送数据，观察串口调试助手接收到的数据。

实验结果：
经过实验，我们成功地实现了通过UART通信协议在单片机开发板和电脑之间进行数据传输。

在串口调试助手上发送的数据能够被单片机开发板正确接收，并且在单片机开发板上发送的数据也能够被串口调试助手正确接收。

通过调整通信参数，我们还验证了不同通信速率和数据传输方式对通信效果的影响。

实验总结：
通过本次实验，我们深入了解了UART通信协议的工作原理和使用方法，掌握
了串行通信的基本原理。

在今后的学习和工作中，我们将能够更加熟练地应用UART通信协议进行数据传输，为实际工程应用打下了坚实的基础。

利用TL16C550B实现DSP与PC机的异步串行通信

利用TL16C550B实现DSP与PC机的异步串行通信
郭先树
【期刊名称】《华东交通大学学报》
【年(卷),期】2003(020)002
【摘要】TL16C550B是TI公司生产的单路通用异步收发器UART,文中介绍了在分布式RTU系统研制中,利用TL16C550B代替8251实现数字信号处理器TMS320F240与PC机的异步串行通信.
【总页数】4页(P63-66)
【作者】郭先树
【作者单位】华东交通大学,电气与电子工程学院,江西,南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TP87
【相关文献】
1.基于TL16C752B的DSP与PC机异步串行通信实现方法 [J], 肖捷;陈忠辉
2.用PComm实现DSP和PC机的异步串行通信 [J], 齐崇英;陈西宏;苏红潮
3.利用双口RAM实现DSP与PC机的高速通信 [J], 石雷
4.利用DSP的McBSP实现与PC机串行通信 [J], 陆志洋;陈宏巍;邰佑诚
5.利用VC＋＋实现DSP与PC机间的串行通讯 [J], 谢立春
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穿行口实验报告

一、实验目的1. 理解穿行口的工作原理和功能。

2. 掌握穿行口在单片机系统中的应用。

3. 学习如何通过编程控制穿行口实现数据传输。

4. 提高对单片机硬件资源和编程技术的应用能力。

二、实验原理穿行口（Serial Port）是单片机中用于串行通信的接口，它可以将单片机的并行数据转换为串行数据，或将串行数据转换为并行数据。

本实验主要涉及MCS-51单片机的串行口，其工作原理如下：1. 串行通信的基本概念：串行通信是指数据以一位一位的顺序传送，按照一定的顺序进行。

与并行通信相比，串行通信的传输速度较慢，但具有传输距离远、抗干扰能力强等优点。

2. MCS-51单片机的串行口：MCS-51单片机的串行口采用全双工通信方式，即同时可以进行发送和接收操作。

串行口的主要功能包括：- 数据发送：将并行数据转换为串行数据，通过串行口发送出去。

- 数据接收：接收串行数据，并将其转换为并行数据。

3. 串行口的工作模式：MCS-51单片机的串行口支持四种工作模式，分别是：- 模式0：同步移位寄存器方式。

- 模式1：8位UART（通用异步收发传输器）方式。

- 模式2：9位UART方式。

- 模式3：波特率可变UART方式。

三、实验器材1. 单片机实验板2. 连接线3. 示波器（可选）4. 编程器四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，将单片机实验板上的相关引脚与连接线连接好。

2. 编写程序：使用C语言编写程序，实现串行口的数据发送和接收功能。

3. 编译程序：使用编程器将程序烧录到单片机中。

4. 调试程序：通过示波器或其他测试工具观察串行口的数据传输情况，验证程序的正确性。

5. 实验结果分析：根据实验结果，分析程序的正确性和串行口的工作状态。

五、实验程序以下是一个简单的串行口发送和接收程序示例：```c#include <reg51.h>void main() {SCON = 0x50; // 设置串行口为模式1，8位UART方式TMOD |= 0x20; // 设置定时器1为方式2TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TL1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TR1 = 1; // 启动定时器1TI = 1; // 设置发送标志位while (1) {if (TI) { // 检查发送标志位TI = 0; // 清除发送标志位SBUF = 'A'; // 发送字符'A'}if (RI) { // 检查接收标志位RI = 0; // 清除接收标志位// 处理接收到的数据}}}```六、实验结果分析1. 在实验过程中，观察到串行口的数据发送和接收功能正常。

UART是什么-串口工作过程分析

UART是什么?串口工作过程分析一、UART是什么UART是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART，是一种异步收发传输器,是设备间进行异步通信的关键模块。

UART负责处理数据总线和串行口之间的串/并、并/串转换，并规定了帧格式；通信双方只要采用相同的帧格式和波特率，就能在未共享时钟信号的情况下，仅用两根信号线（Rx 和Tx）就可以完成通信过程，因此也称为异步串行通信。

若加入一个合适的电平转换器，如SP3232E、SP3485，UART 还能用于RS-232、RS-485 通信，或与计算机的端口连接。

UART 应用非常广泛，手机、工业控制、PC 等应用中都要用到UART。

UART使用的是异步，串行通信。

串行通信是指利用一条传输线将资料一位位地顺序传送。

特点是通信线路简单，利用简单的线缆就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢的应用场合。

异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔多少是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位间的时间间隔是固定的。

数据传送速率用波特率来表示，即每秒钟传送的二进制位数。

例如数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位（1个起始位，7个数据位，1个校验位，1个结束位），则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。

数据通信格式如下图：其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。

数据位：可以是5~8位逻辑”0”或”1”。

如ASCII码（7位），扩展BCD码（8位）。

小端传输校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验) 停止位：它是一个字符数据的结束标志。

可以是1位、1.5位、2位的高电平。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

注：异步通信是按字符传。

dsp实验报告

实验五直流电机控制实验一、实验目的1. 要求学生掌握2407 通用IO 口的使用方法；2. 掌握2407 对直流电机的控制。

二、实验设备１. 一台装有CCS 软件的计算机；２. DSP 实验箱（插上电机模块）；３. DSP 硬件仿真器；４. 示波器。

三、实验原理电机模块的原理图如下四、实验步骤连接好仿真器、实验箱、计算机；上电复位后正常进入后，载入程序，全速运行，可以查看电机运行状况，观察直流电机的速度和方向指示灯。

实验六步进电机控制实验一、实验目的1. 掌握2407 通用IO 口的使用方法；2. 掌握2407 对步进电机的控制。

二、实验设备１. 一台装有CCS 软件的计算机；２. DSP 实验箱（插上电机模块）；３. DSP 硬件仿真器；４. 示波器。

三、实验原理步进电机工作原理，给步进脉冲电机就转，不给脉冲电机就不转，步进脉冲的频率越高，步进控制电机就转的越快；改变各相的通电方式可以改变电机的运行方式；改变通电顺序可以控制步进电机的运行方式；改变通电顺序可以控制步进电机的正反转。

步进电机的控制问题可以总结为两点：1. 产生工作方式需要的时序脉冲；2. 控制步进电机的速度使它始终遵循加速-匀速-减速的规律工作。

对于I/O 口有二类寄存器：1. 控制寄存器和数据方向寄存器，使用方法如下：首先确定引脚的功能，即IO控制器寄存器，为1 表示引脚功能是原模块的功能，否则为IO 功能。

2. 如果引脚被配置为 IO 功能，就需要确定它的方向：输入还是输出，。

为1 表示是输出引脚，否则是输入引脚。

对于IO 功能的输入或输出是通过读写相应的数据方向寄存器来实现。

输入引脚对应读操作；输出引脚对应写操作。

四、实验步骤连接好仿真器、实验箱，计算机；上电复位后，正常进入后，将源程序载入实验箱，全速运行。

观察步进电机的运转。

实验三数码管控制实验一、实验目的1. 熟悉2407 的指令系统；2. 熟悉74HC573 的使用方法。

基于DSP实验系统的串口通信

课程设计报告( 2014 -- 2015年度第二学期)课程名称：DSP课程设计题目：基于DSP实验系统的串口通信院系：电子与通信工程系班级：电子学号：学生姓名：指导教师：设计周数： 2成绩：日期：2015 年7月16日一、课程设计的目的与要求1.设计方案：通过TMS320C5509A的串口与电脑进行通信，利用串口调试助手发送数据，由DSP接收到，DSP读到收到数据进行下一步的让四位LED灯亮，实现数据的通信,并在lcd12864上显示发送的数据，还有显示拨码开关的数值。

2.设计指标：电脑只能发送0~15，因为读出数据的时候比较方便解码，比如发送4就可以直接给LED直接赋值，让第三个灯亮，也就是一般的二进制转换。

二、设计正文1.设计思路（系统组成介绍）串口模块：TL16C550 是一个标准的串口接口芯片，它的控制寄存器基地址为0x400200,寄存器占用TMS320VC5509 的8 个地址单元。

串口中断与TMS320VC5509 的INT0 连接。

用户可以使用TMS320VC5509 的中断0 响应串口中断。

TL16C550 有11 个寄存器，这11 个寄存器是通过TMS320VC5509 的3 个地址线（A3~A1）和线路控制寄存器中的DLAB 位对它们进行寻址的。

板上加上16C550、Max232 和驱动电路。

驱动电路主要完成将输出的0-3.3V 电平转换成异步串口的工作电平，转换电平的工作由MAX232 芯片完成，但由于它是5V 器件，所以它同DSP 间的信号线必须有电平转换，此板采用的是74LVC245。

实验箱上的液晶模块采用的型号是TJDM12864MTJDM12864M 是一款带中文字库的图形点阵模块，由动态驱动方式驱动128×64 点阵显示。

低功耗，供应电电压范围宽。

内含多功能的指令集，操作简易。

采用COB 工艺制作，结构稳固，使用寿命长。

特性：1.提供 8 位，4 位及串行接口可选2.64×16 位字符显示 RAM（DDRAM 最多 16 字符×4 行，LCD 显示范围 16×2 行）3.2M 位中文字型 ROM（CGROM），总共提供 8192 个中文字型（16×16 点阵）4.16K 位半宽字型 ROM(HCGROM)，总共提供 126 个西文字型（16×8 点阵）5.64×16 位字符产生 RAM（CGRAM）6.15×16 位总共 240 点的 ICON RAM（ICONRAM）7.自动复位（RESET）功能8.绘图及文字画面混合显示功能9.提供多功能指令：——画面清除（display clear）——游标归位（return home）——显示开/关（display on/off）——游标显示/隐藏（cursor on/off）——字符闪烁（display character blink）——游标移位（cursor shift）——显示移位（display shift）——垂直画面旋转（vertical line scoll）——反白显示（By-line reverse display）——睡眠模式（sleep mode）DSP与LCD的连接：3.软件设计流程：4.在试验箱上模拟实现用随实验箱附带的串口线(两端均为9 孔“D”形插头)连接计算机com1 或com2 插座和ICETEK–VC5509-A 板上标准RS-232 插座，编译、下载、运行。

DSP实验报告

《DSP原理及应用》实验报告学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验一数字IO应用实验—、实验目的1. 了解DSP开发系统的组成和结构2. 在实验设备上完成I/O硬件连接，编写I/O实验程序并运行验证。

3. 内存观察工具的使用二、实验设备计算机，CCS3.1版本软件，DSP仿真器，教学实验箱三、实验原理本实验程序由二部分组成：1.由外部中断1产生中断信号2.键值读取程序：该部分有两种方法进行键值的判断。

方法1：利用内存观察工具进行观察方法2：利用LED1-LED8的亮灭对应显示键值。

a)外部中断1的应用参照实验五；b)内存观察键值：程序中定义了三个变量“W”“row”和“col”。

“W”代表是CPLD中键盘的扫描数值，“row”和“col”分别代表键盘的行和列，由行和列可以判定按键的位置。

上述三个变量可以在观察窗口中观察的。

c)利用LED灯显示键值原理，参看实验一。

具体的LED灯显示值以查表的形式读出，请参看“e300_codec.h”库文件。

本实验的CPLD地址译码说明：基地址：0x0000，当底板片选CS0为低时，分配有效。

CPU的IO空间：基地址+0x0200 LED灯output 8位外部中断用XINT1：由CPLD分配，中断信号由键盘按键产生。

中断下降沿触发。

KEY_DAT_REG(R)：基地址+0x0004;四、实验步骤和内容1.2407CPU板JUMP1的1和2脚短接，拨码开关S1的第一位置ON,其余置OFF；2.E300板上的开关SW4的第一位置ON，其余OFF；SW3的第四位置ON其余的SW置OFF3.运行Code Composer Studio (CCS)（ccs3.1需要“DEBUG→Connect”）4.打开系统项目文件 \e300.test\ normal \05_key interface \ E300_keyled.pjt；5.编译全部文件并装载“\Debug\ keyled.out”文件6.单击“Debug\Go Main”跳到主程序的开始；7.指定位置设置断点；8.View--〉Watch Window打开变量观察窗口；9. 将变量“w”“row”和“col”添加到观察窗口中，改变变量观察窗口的显示方式为HEX显示。

DNP3.0在基于DSP的FTU中的实现(精)

DNP3.0在基于DSP的FTU中的实现摘要：馈线终端单元(FTU)是配电自动化系统中的重要组成部分，以DSP为核心构成的FTU具有运算速度快和精度高等特点，而DNP3.0则是FTU与配网主站通信的主流规约。

讨论了在DSP平台上实现DNP3.0的特殊性，介绍了DSP片内异步串口的使用方法，给出了程序的主要流程图和数据结构以及涉及串行通信的C语言源码。

关键词：分布式网络规约数字信号处理器配电自动化馈线终端单元异步串行口DNP (Distributed Network Protocol，分布式网络规约)是HARRIS公司推出的一种远动通信规约，是目前电力系统自动化产品市场上的一种主流通信规约。

它既可作为FTU(Feeder Terminal Unit，馈线终端单元)与配网主站之间的规约，又可作为RTU与调度主站之间的规约。

由于目前我国的大部分配电自动化(DA)产品都支持DNP3.0，为使产品更具兼容性和标准性，FTU有必要采用DNP3.0作为其与配网主站之间的通信规约。

FTU作为配电自动化系统(DAS)中重要的组成部分，除担负最基本的测量与控制任务外，还要与中心子站或主站进行通信。

某些FTU还具有微机保护功能，故而其核心部分一般采用高档次的16位或32位单片机。

但在交流采样的情况下，单片机计算U、I有效值以及P、Q等参数往往力不从心，导致实时性较差。

虽然可以通过采用主—从结构来解决，但这样无疑要增加成本。

DSP(数字信号处理器)恰恰以数学计算(如快速傅立叶变换)而见长，虽然它的控制功能逊于单片机，但由于FTU只负责监控一路柱上开关，故而在这种测控量不多的情况下，如果不需要就地保护功能，一片DSP还是完全能够胜任的。

TMS320F206(以下简称F206) 是TI公司生产的TMS320C2000系列中的一款主流DSP，它属于16位定点DSP，可应用于电机控制以及工业自动化和电力行业中，价格接近普通16位单片机。

uart实验报告

uart实验报告
1. 实验目的
本次实验的目的是验证串口通信协议UART的功能，通过USB-UART转换器控制开发板的板载LED的状态，以及通过调试软件UART通信观察调试台的信息输出。

2. 实验内容
本次实验环境是Espruino开发板，首先通过USB线将开发板连接至PC，使用一款USB-UART转换器将开发板连接至调试软件 PuTTY上，去UART连接口设置为9200，然后打开Espruino IDE软件，在终端上编写代码，不断编译及执行代码，以实现LED灯的转换状态。

具体实现步骤如下：
（1）安装Espruino IDE软件，建立编程环境，编写具体编程代码。

（3）将编写好的代码上传到Espruino，在调试软件 PuTTY 上可以看到板载 LED有明暗转换的视觉效果，从而验证Uart功能正常。

实验七、UART串行数据通信实验

实验七、UART串行数据通信实验1（查询与中断方式）一、实验目的通过实验，掌握UART查询与中断方式的程序的设计。

二、实验设备●硬件：PC 机一台●LPC2131教学实验开发平台一套●软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS 1.2 集成开发环境。

●EasyARM工具软件。

三、实验原理EasyARM2131 开发板上，UART0 的电路图如图8.1 所示，当跳线JP6 分别选择TxD0和RxD0 端时方可进行UART0 通讯实验。

图8.1 UART0 电路原理图四、实验内容实验内容1使用查询方式，通过串口0 接收上位机发送的字符串如“Hello EasyARM2131!”，然后送回上位机显示，主程序以及各子程序流程如图8.2 所示。

（改写发送内容，字符个数不同）。

说明：需要上位机（PC机）串口终端如EasyARM.exe 软件。

使用串口延长线把LPC2131教学实验开发平台的CZ2(UART0)与PC机的COM1 连接。

PC 机运行EasyARM 软件，设置串口为COM1，波特率为115200，然后选择【设置】->【发送数据】，在弹出的发送数据窗口中点击“高级”即可打开接收窗口。

图8.2 串口实验相关程序流程图1.实验预习要求①研读LPC2000 UART工作原理与控制章节，注意FIFO 接收情况的特性。

②了解LPC2131教学实验开发平台的硬件结构，注意串口部分的电路。

2.实验步骤①启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image for lpc2131工程模板建立一个工程DataRet_C。

②在user 组中的main.c 中编写主程序代码，在项目中的config.h 文件中加入#include <stdio.h>。

③选用DebugInFlash生成目标，然后编译连接工程。

④将EasyARM2131开发板上的JP6跳线分别选择TxD0和RxD0端时，方可进行UART0通信实验。

dsp实验URT串口通信实验

实验八、UART串口通信实验一、实验目的1. 了解RS232通信接口的基本原理；2. 熟悉通信接口芯片（TL16C550C）在DSP I/O空间寄存器的地址映射及工作原理；3．了解异步通信中串口模式选择、设置数据传输格式、设置波特率、建立连接、传输数据和断开连接等功能。

二、实验设备1. 集成开发环境CCS2. 实验开发板TMS320VC5402DSK、RS232接口电缆线及附件3．程序“”三、实验内容及步骤实验操作流程参照前面实验。

1 在汇编环境调试Uart：(实现字符或文件的发送和回发功能)a. 实验代码main.s54、uartasm.cmd和uart_init.s54、dsp_init.s54以及uartasm.h54，c5402_dsk.gel(说明同前)。

b. 串口调试程序“” , 汇编调试中Build option设置情况与CODEC实验中的汇编调试设置及出错情况相同。

c. 程序文件介绍：1）“uart.h54”定义了一些寄存器的地址以及函数类型。

2）“dsp_init.s54”与dsp工作有关的寄存器ST1、PMST、IMR、IFR和SWWSR，并且清除INTM位以及设定时钟模式。

3）“uart_init.s54”先检测UART模块是否工作正常，然后设定UART模块的寄存器，如CNTL1、CNTL2、LCR、MSB&LSB（设定波特率）、FCR、IER等。

4）“main.s54”主程序查看标志位，检测是否UART存在有效接收数据。

若有，则执行一定的处理，包括亮LED以及将接收的数据从UART回发。

d. 执行程序时，只要发送数据时，可在串口调试程序的接收窗口立即看到回发的数据。

e. 程序中UART工作参数设置如下：1）波特率9600(或更低)、无数据校验、字符长度8比特、停止位1、2 均可；2) 接收区自动清空不选、十六进制显示可选可不选；发送区不能选十六进制发送，可发送字符和文件两种方式；3） IER允许数据就绪中断和线路状态中断；4） FIFO不使能，所以，在用串口程序调试时，只能单个字符发送，如“x”。

基于DSP+FPGA的UART设计与实现

基于DSP+FPGA的UART设计与实现发表时间：2020-07-07T03:20:20.125Z 来源：《学习与科普》2020年4期作者：孙小美[导读] 这样设计可以大大减少电路体积、简化电路，也提高了系统的灵活性，使整个系统更加紧凑、稳定且可靠。

陕西烽火通信集团有限公司陕西宝鸡 721006摘要：UART作为RS232协议的控制接口得到广泛的应用，将UART功能集成在DSP和FPGA芯片组成的系统中，可使整个系统更为灵活、紧凑，减小电路体积，提高系统的可靠性和稳定性。

本文提出了一种基于DSP和FPGA 系统的UART 实现方法。

关键词：通用异步收发器；DSP；FPGA1 引言通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通常称作UART）是一种串行异步收发协议，应用十分广泛。

UART可以和各种标准串行接口，如RS232、RS485等进行全双工异步通信，具有传输距离远、成本低、可靠性高等优点。

一般UART 由专用芯片来实现，但专用芯片引脚较多，内含许多辅助功能，在实际使用时往往只需要用到UART 的基本功能，使用专用芯片会造成资源浪费和成本提高[1]。

在DSP和FPGA组成的系统中，利用DSP芯片完成UART数据收发控制，FPGA完成UART数据具体的收发时序，二者利用EMIF接口配合，即可实现UART通信功能。

这样设计可以大大减少电路体积、简化电路，也提高了系统的灵活性，使整个系统更加紧凑、稳定且可靠。

2 UART原理UART是一种串行数据总线，用于全双工异步通信。

工作原理是将数据的二进制位按位进行传输。

基本的UART 只需要两条信号线（收、发）和一条地线就可以完成数据的互通，接收和发送互不干扰。

在UART通信协议中，信号线上的状态位高电平代表“1”，低电平代表“0”。

图1 UART数据传输格式UART 数据传输格式如图1所示，一个字符由起始位、数据位、校验位和停止位组成（其中校验位可选）。

DSP实验报告SCI

一、实验目的：1.了解TMS320F2812片上外设SCI；2.熟悉片上外设SCI通道的使用；3.利用片上SCI通道进行数据采集。

二、实验内容：1.初始化系统；2.初始化片上SCI通道；3.SCI数据传递。

三、实验背景知识1.SCI模块概述SCI是一个双线的异步串口，即具有接受和发送两根信号线的异步串口。

F2812内部具有两个相同的SCI模块，SCIA和SCIB。

每个SCI模块都有一个接收器和发送器，分别被用于接受和发送数据的功用。

它们都有自己独立的使能位和中断位，可以在半双工通信中进行独立的操作，或者在全双工通信中同时进行操作。

如图1所示，根据数据传送的方式，可以将串行通信分为单工、半双工、全双工3种。

图1 串行通信的3种方式2.SCI模块的特点图2 SCIA与CPU的接口由于SCIA与SCIB的功能相同，只是寄存器的命名有所不同，故只对SCIA 进行解释。

a、如图所示，SCI模块具有两个引脚：发送引脚SCITXD和接受引脚SCIRXD。

这两个引脚分别对应GPIOF模块的第4位和第5位。

在编程初始化时，需要将GPOFMUX寄存器的第4位和第5位置1，否则这两个引脚就是通用的数字I/O口。

b、外部晶振通过F2812的PLL模块倍频之后产生了CPU系统时钟SYSCLKOUT，然后SYSCLKOUT经低速时钟预定标器之后输出低速外设时钟LSPCLK提供给SCI。

c、SCI模块具有4种错误检测标志，分别是极性错误、超时错误、帧错误、间断检测。

d、SCI模块具有双缓冲接受和发送功能，接受缓冲寄存器为SCIRXBUF，发送缓冲寄存器SCITXBUF。

e、SCI模块可以产生两个中断：SCIRXINT和SCITXINT，即接受中断和发送中断。

f、在多种处理器模式下，SCI模块具有两种唤醒方式：空闲线方式和地址位方式。

g、SCI模块具有13个寄存器，并且都是8位。

当寄存器被访问时，数据位于低8位，高8位为0。

3.SCI模块信号SCI模块的信号有外部信号、控制信号和中断信号3种。