数据采集板最新通信协议及测试

数据采集板通讯命令测试

1测试平台

本测试平台依赖于新版数据采集卡，整个通信可以划分为两部分，PC机到单片机的串口通信，以及单片机到FPGA的SPI通信。

2软件环境

对于用户而言，所有测试命令基于串口精灵发送，通过串口精灵返回的数值来判断命令发送正确与否。

串口通讯约定

1，计算机作为主机，数据采集板作为从机。

2，所有的通讯都由主机发起，以从机的应答结束。

3，波特率设置为9600，一个起始位，一个停止位，无校验位。

4，当出现通信错误时（超时，校验错，无应答），采用重传作为处理手段。

主机发送内容定义

从机回复内容的定义

设备地址：数据采集板的地址定义为0XA0。

子地址：不同设备内部不同单元，该设计中子地址定义，默认为0x00.

命令字符：详细定义见下文。

数据长度：数据的长度，不包括检验和的长度，有可能是0。当数据长度是0时，“数据内容”部分不存在。

数据内容：当数据长度不为0时为所发送的数据，不能大于255字节。

累加和：以简单的累加和作为校验。只针对数据部分进行累加，如果数据长度为1，累加和就等于数据内容，如果数据长度为0，不仅数据部分内容为空，累加和部分也为空。

3测试内容

所有的命令可以划分为两类：公共的通讯控制命令以及针对数据采集板的控制命令。公共通讯控制命令可分为以下四条

1设置通讯波特率

2 查询从机状态

3获取从机固件版本信息

4获取固件SN码

针对数据采集板的控制命令有以下三条

1 读取单片机状态

2 设置数据采集板工作模式

3 读取FPGA内部状态

对于控制命令的第二条和第三条而言，其测试内容都包含两部分内容：上位机到单片机的通信验证以及单片机到FPGA的验证。

上位机到单片机的通讯方式采用RS232方式，波特率为9600，一个起始位，8个数据位，以及一个停止位，无校验。上位机到单片机的通信方式都会有应答，具体的应答方式在下面的测试内容中有详细介绍。

单片机到FPGA的通信方式采用SPI方式，CS低有效，SCLK的上升沿采集数据。

4控制命令测试

数据采集板的地址是0xA0。单片机仅仅是一个命令转达的单元。其负责将接收到的控制信息转发给FPGA。

主机给单片机发送的内容定义

表4-12:主机发送内容定义

4.1工作模式设置命令测试

该命令主要完成对视频采集模式的参数设置，包括对FPGA读写操作设定，设置LVDS 行场有效的时间参数，帧头检测参数设置，设置LVDS的单双通道，分辨率以及制式，VIDEO 行场有效时间参数设置。该命令的数据内容共有13字节

4.1.1参数定义

参照数据采集板的设计概要。将工作参数写入到FPGA内部，该命令包含13个字节，下面的内容为各个字节中的所代表的命令的含义。

1）工作模式寄存器定义

命令字符为30-B0的所有命令，每写一个命令字节成功，返回一个成功标志。如果是读操作，那么单片机返回FPGA内部状态内容。

SWITCH：选择当前处理的是CVBS信号还是LVDS信号，1为CVBS，0为LVDS

S/D：针对LVDS信号而言，S为single，当该位为1时，选择单通道，否则为双通道

8/10:颜色分辨率选择，8为8bit，10为10bit。该位为1时，选择8bit，否则为10bit。format：选择电视制式，0为VESA，1为JEADA.

我们需要设置数据采集板工作在LVDS信号采集，双通道，分辨率为8bit，VESA制式下，因此，设定该寄存器内容为0x10

如果我们要设置数据采集板工作在VIDEO信号采集下，那么应该设置该寄存器值为40

此次调试使用到的信号源的分辨率为1366*768，因此设置行有效时间参数为1366的十六进制表示，0x556，其中高三位送给字节1，低八位送给字节2，因此，需要发送两个字节，0x05，0x56

对于VIDEO而言，行有效设置为720，其十六进制表示为0x2D0，即发送两个字节，0x02，0xD0

3）场有效时间参数定义为两字节，一共11bit

字节2，即发送两个字节0x03，0x00.

对于VIDEO而言，场有效设置为576，其十六进制表示为240，则发送两个字节0x02,0x40.

行同步时间以及场同步时间暂且不用，其定义如下：

设置这两个寄存器为0，这里需要发送四个0x00

帧头检测参数有5位组成，我们独用一个寄存器，用第五位表示，高三位保留

8）设置行消隐的后肩（9bit）

对于LVDS信号采集而言，这些数据组成了工作模式设置命令即：10,05,56,03,00,00,00,00,00,0A,00,00,01，共13字节。

对于CVBS信号采集而言，这些数据组成了工作模式设置命令即：40，02，D0,02,40,00,00,00,00,0A,00,00,01,共13字节

4.1.2命令设置

4.1.3上位机与单片机通信

单片机返回到主机的值有三类，

发送完命令后，当主机接受到0x00时，表明此次通讯成功，成功的标志在于，单片机正确的解析到了完整的命令内容，并且命令的内容符合约定，且命令的累加和同单片机计算的累加和校验值一致，整个通信建立成功。

发送完命令后，当主机接收到0xBF时，表明此次通讯不成功，但是引导字符，以及设备地址，以及命令字符都符合要求，不满足的地方在于校验出了问题，需要重新检查命令内容，并计算校验值。

发送完命令后，当主机接受到0x7F，表明此次通讯彻底失败,即命令不是定义的类型。

例如，串口助手发送正确的指令：AAA000200D1005560300000000000A00000179,共