Eksperimen komunikasi serial UART

2024-07-12

1. Jenis komunikasi

1.1 Menurut metode komunikasi data

1.1.1 Komunikasi serial

keuntungan: Menggunakan lebih sedikit pin dan berbiaya rendah

kekurangan:Kecepatan transmisi lambat

Aplikasi：Situasi komunikasi jarak jauh dan berkecepatan rendah

1.1.2 Komunikasi paralel

keuntungan: Tingkat transmisi cepat

kekurangan: Menempati banyak pin dan biaya tinggi

Aplikasi:Situasi jarak pendek.

1.2 Menurut arah transmisi data

1.2.1 Komunikasi simpleks:

Data hanya dapat ditransfer dalam satu arah.

1.2.2 Komunikasi setengah dupleks:

Data dapat ditransfer dua arah, namun perlu dilakukan pembagian waktu.

1.2.3 Komunikasi dupleks penuh:

Data dapat ditransmisikan dua arah secara bersamaan.

1.3 Klasifikasi berdasarkan arah sinkronisasi data

1.3.1 Komunikasi sinkron

Transfer data dengan port jam

1.3.2 Komunikasi asinkron

Tidak ada port jam, dan pengirim serta penerima menggunakan jam mereka sendiri untuk mengontrol proses pengiriman dan penerimaan data.

2. port serial UART

Artinya: Pemancar Penerima Asinkron Universal, bus data serial, Ini mengubah data paralel menjadi data serial untuk transmisi saat mengirim data, dan mengubah data serial yang diterima menjadi data paralel saat menerima data. Dua jalur sinyal diperlukan untuk mencapai hal ini. Satu digunakan untuk transmisi port serial, dan yang lainnya bertanggung jawab untuk penerimaan port serial.

1.lapisan fisik: Jenis antarmuka, standar level, dll.

2.Lapisan protokol: Protokol komunikasi (termasuk format data, kecepatan transmisi, dll.)

Bahasa Indonesia: UART Kerangka data selama transmisi atau penerimaan terdiri dari 4 Terdiri dari bit awal, bit data, bit paritas, dan bit berhenti. 。

mulai sedikit: Di awal frame, bit rendah level 0 harus dipertahankan.

bit data: Bit data yang akan dikirim, bit data bisa 5~8 bit, LSB dulu, MSB terakhir.

Periksa Digit: Bit opsional, menempati satu bit, dan tidak perlu dicentang.

Berhenti sedikit: Akhir dari bingkai, wajib, secara opsional menempati 0,5/1/1,5/2 bit, menjaga logika tingkat tinggi.

Baud rate: Kecepatan komunikasi serial dinyatakan dengan baud rate, yang mewakili jumlah bit data biner yang dikirimkan per detik. Satuannya adalah bps (bit per detik).Baud rate yang umum digunakan adalah 9600、19200、38400, 57600 dan 115200 Tunggu.

UART bertanggung jawab untuk menyelesaikan konversi data serial-ke-paralel, sedangkan transmisi sinyal dilaksanakan oleh rangkaian driver eksternal.Proses transmisi sinyal listrik memiliki standar level dan spesifikasi antarmuka yang berbeda untuk komunikasi serial asinkronStandar antarmukaAda RS232、RS422, RS485, dll., yang menentukan karakteristik kelistrikan berbeda dari antarmuka, seperti RS-232 adalah input dan output berujung tunggal, sedangkan RS-422/485 Untuk input dan output diferensial

Tunggu.

3. Tugas eksperimental

Tugas eksperimental bagian ini adalah komputer host mengirimkan data ke Venus Development Board dan Venus Development Board PL melalui asisten debugging port serial. Terminal menerima data melalui port serial USB_UART dan mengirimkan data yang diterima ke komputer host untuk menyelesaikan loopback data port serial. Tingkat baud UART: 115200. Bit berhenti: 1, bit data 8, tidak ada bit paritas.

4. Gambarlah diagram blok sistem

Dalam modul uart_rx: uart_rxd adalah data yang diterima oleh port serial, dan uart_rx_done menunjukkan bahwa konversi data telah selesai (data diubah dari data paralel ke data serial). uart_rx_data mewakili data serial setelah konversi selesai. Catatan: Data paralel yang diterima berjumlah 1 bit dan data serial yang dikonversi berjumlah 8 bit.

Pada modul uart_tx: uart_tx_dat mewakili data serial 8-bit yang telah dikonversi, uart_tx_en mewakili data yang telah dikonversi dari paralel ke serial, uart_txd mewakili data paralel yang dikonversi, dan uart_tx_busy mewakili data yang telah dikonversi dari serial ke serial dan sedang dikonversi.

5. Gambarlah diagram bentuk gelombang

Karena uart_rxd merupakan sinyal asinkron dan bit awal berlevel rendah, maka perlu dilakukan penangkapan terhadap perubahan tepi yang jatuh, sehingga perlu diproses dalam tiga ketukan, agar sinyal bit awal penerimaan data dapat diperoleh.mulai_enSinyal menunjukkan bahwa data paralel akan datang, dan kemudian konversi paralel ke serial dapat dilakukan;

bendera_rx Menandakan sedang berlangsung konversi data paralel ke data serial, dimulai dari start_en dan diakhiri dengan rx_cnt=9 dan baud_cnt hingga 216. Hal ini untuk menghindari situasi dimana bit awal dari data frame berikutnya datang sebelum data frame berakhir, sehingga bit stop dikontrol menjadi 0,5 bit;

baud_cnt: Jam sistem adalah 50Mhz, yaitu 50000000, dan baud rate di sini adalah 115200, jadi 50000000/115200=434, artinya, diperlukan 434 siklus jam sistem untuk mengirimkan satu bit data, sehingga diperlukan penghitung baud_cnt.

data_rx : Karena data serial berukuran 8 bit, sebaiknya tambahkan indeks untuk memudahkan pencarian bit data tertentu dan pemberian nilai. Oleh karena itu rx_cnt diperlukan.

data_rx_t: Data serial yang dikonversi.