ZYNQ进阶之路4--PL端uart接收设计
demi 在 周二, 09/24/2019 - 16:37 提交
在ZYNQ进阶之路3中我们讲解了PL端UART 发送的设计,本节我们讲解PL端实现串口UART的接收设计。
UART 即通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),是一种在数字电路中广泛使用的串行通信接口,用于在设备之间进行异步数据传输。下面从工作原理、特点、通信协议、应用场景等方面为你详细介绍:
工作原理
UART 主要由发送器和接收器两部分组成。在发送数据时,并行数据首先被送入发送器的缓冲区,然后发送器按照一定的格式将并行数据转换为串行数据,通过发送引脚(TX)逐位发送出去。在接收数据时,接收器通过接收引脚(RX)逐位接收串行数据,并将其转换为并行数据存储在接收器的缓冲区中,供其他设备读取。
特点
异步通信:UART 不需要传输时钟信号来同步发送和接收设备,发送和接收双方各自使用自己的时钟源,通过约定好的波特率来保证数据传输的准确性。这种方式降低了硬件成本和复杂度,适用于大多数低速数据传输场景。
全双工通信:UART 支持全双工通信,即发送和接收可以同时进行。这意味着两个使用 UART 通信的设备可以同时发送和接收数据,提高了通信效率。
简单易用:UART 的硬件结构相对简单,只需要两根信号线(TX 和 RX)即可实现数据的发送和接收,在很多微控制器和其他数字设备中都有集成,使用方便。
在ZYNQ进阶之路3中我们讲解了PL端UART 发送的设计,本节我们讲解PL端实现串口UART的接收设计。
上文对Zynq中的UART控制器做了简单介绍。从本文开始将以实例的方式详细讲述UART的各种使用方法。本文是UART最基础的使用方法,每秒发送一个“hello world”,实现的功能与printf或xil_printf相同。但后面介绍UART更复杂特性的文章,都是在本文设计的基础上进行改动。
SDK程序设计
Vivado中配置Zynq时启用开发板提供的UART接口。SDK中user_uart.h文件代码如下:
在ZYNQ进阶之路2中我们讲解了PL端PWM呼吸灯的设计,本节我们讲解PL端实现串口UART的发送设计。
本文简单介绍Zynq中的UART控制器,重点放在编程所需了解的知识。很多功能使用库函数可以快速配置,因此没必要仔细了解每个寄存器是干什么的这种问题,应把精力放在UART的特性、工作原理和可实现功能方面。
本文档继承zcu102_1建立的工程,打开Vivado工程后,打开Block Design,双击zynq模块进入配置界面。在PS UltraScale+ Block Design页可以看到UART0和UART1已使能。
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。其中每一位(Bit)的意义如下: