【文章內(nèi)容簡介】 端口J，在J口的中斷服務(wù)函數(shù)中將對圖像數(shù)據(jù)的每一場做出一定的處理。 LM1881的外圍電路圖3 板間通信模塊板間通信采用UART模塊在長距離的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸中，串行通信是一種最通用、最有效的方式。通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Transmitter Receiver, UART)是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行通信協(xié)議，從1980以來，被廣泛地用于微控制器中。該協(xié)議與RS232接口兼容，RS323標(biāo)準(zhǔn)是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) (Electronic Industry Association，EIA)與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。RS232用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)、工業(yè)、汽車電子和商業(yè)應(yīng)用，例如POS(pointofsale)設(shè)備。UART是異步通信，支持半雙工和全雙工的數(shù)據(jù)傳輸，其標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的波特率是可編程的。典型地，UART幀是7位或8位，并且?guī)в?位或2位的停止位；它也支持5位或6位的幀。UART發(fā)送器硬件可隨機(jī)地產(chǎn)生并發(fā)送奇偶位，而接收器的奇偶校驗(yàn)硬件能確保接收數(shù)據(jù)的完整性。UART能隨機(jī)向CPU或DMA的DMA控制器發(fā)出中斷請求。利用DMA控制器，允許應(yīng)用程序代碼在很少或根本沒有軟件干預(yù)情況下，設(shè)置發(fā)送和接收數(shù)據(jù)隊(duì)列。a) RS232接口標(biāo)準(zhǔn)RS232的接口標(biāo)準(zhǔn)如表11所示。表1RS232的機(jī)械特征DB9信號名功能說明1DCD接收線路信號檢測2RXD接收數(shù)據(jù)線3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)線4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒5SGND信號地6DSR數(shù)據(jù)設(shè)備就緒線7RTS請求發(fā)送線8CTS允許發(fā)送線9RI振鈴指示線聯(lián)絡(luò)控制信號線數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（DSR）：有效時(shí)狀態(tài)，表明Modem處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（DTR）：有效時(shí)狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。這兩個(gè)信號有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。設(shè)備狀態(tài)信號有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號決定。請求發(fā)送（RTS）：用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號有效。允許發(fā)送（CTS）：用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號RTS的響應(yīng)信號。數(shù)據(jù)載波檢出（DCD）：用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。振鈴指示（RI）：當(dāng)Modem收到交換臺(tái)送來的振鈴呼叫信號時(shí)，使該信號有效，通知終端，已被呼叫。數(shù)據(jù)發(fā)送與數(shù)據(jù)接收線發(fā)送數(shù)據(jù)（TXD）：通過TXD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到Modem。接收數(shù)據(jù)（RXD）：通過RXD終端接收從Modem發(fā)來的串行數(shù)據(jù)。地線SGND：信號地線，無方向。b）UART工作模式UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)協(xié)議作為一種低速通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域等各種場合。其工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符一位接一位地傳輸，圖37給出了其工作模式：.圖37 UART工作模式其中各位的意義如下：起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”的信號，表示傳輸字符的開始。資料位：緊接著起始位之后。資料位的個(gè)數(shù)可以是8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。奇偶校驗(yàn)位：資料位加上這一位后，使得”1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn))，以此來校驗(yàn)資料傳送的正確性。停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、2位的高電平。 空閑位：處于邏輯”1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有資料傳送。波特率：是衡量資料傳送速率的指針。表示每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)。例如資料傳送速率為120字符/秒，而每一個(gè)字符為10位，則其傳送的波特率為10120＝1200字符/秒＝1200波特。c) 基于mcf52233/mcf52234的uart設(shè)計(jì)(1) MCF5223x ColdFire UART結(jié)構(gòu)大部分的MCF5223xColdFire設(shè)備包含2個(gè)或3個(gè)相同的UART模塊，每一個(gè)都由發(fā)送器和收發(fā)器組成，而且它們是獨(dú)立的。UART支持半雙工和雙工的操作，發(fā)送器與串行總線的發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)輸出引腳相連，而接收器與接收數(shù)據(jù)(RXD)輸入引腳相連。請求發(fā)送(RTS)和清除發(fā)送(CTS)引腳用于發(fā)送接收流控制使能允許，避免接收器溢出情況。圖38給出了UART模塊的基本框圖。圖38 UART功能框圖ColdFire微控制器集成了一個(gè)增強(qiáng)型直接存儲(chǔ)器存取(enhanced Direct Memory Access, eDMA)控制器，其中2個(gè)eDMA通道分配給UART模塊，一個(gè)給發(fā)送器，一個(gè)給接收器。其他的ColdFire集成了一個(gè)4通道的DMA控制器，可以根據(jù)需要分配給發(fā)送器和接收器。 MCF5223x ColdFire寄存器定義UART模式寄存器1(UMR1n)圖39 UART模式寄存器1在初始化模式寄存器1時(shí)必須使用命令寄存器把模式寄存器指針清零才可以開始，而且模式寄存器1和模式寄存器2必須順序初始化。比較重要的位如下：RXIRQ/FFULL：選擇中斷源是接收就緒還是緩沖滿。PM：校驗(yàn)選擇。B/C：數(shù)據(jù)位寬度。UART模式寄存器2(UMR2n)圖310 UART模式寄存器2初始化時(shí)同樣注意先使用命令寄存器把模式寄存器指針清零，初始化完模式寄存器1后，才可以初始化模式寄存器2。比較重要的位如下：CM：四種模式選擇。正常模式：在正常全雙工操作中，UART使用2個(gè)引腳，TXD用于發(fā)送、RXD用于接收。清除發(fā)送(CTS)和請求發(fā)送(RTS)信號可以用來同步發(fā)送接收流控制。CTS信號是給發(fā)送器的輸入，RTS信號是來自于接收器的輸出。自動(dòng)回送模式：自動(dòng)回送模式(Automatic Echo Mode)通過回送發(fā)送報(bào)文來校驗(yàn)發(fā)送和接收報(bào)文的完整性。遠(yuǎn)程發(fā)送器校驗(yàn)報(bào)文是通過對比接收到被發(fā)送回來的報(bào)文。在這種模式下，本地CPU與接收器正常操作，所有的接收器標(biāo)志將被更新，可以隨機(jī)地產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷或者一個(gè)DMA發(fā)送請求。工作原理如圖311所示。圖311 自動(dòng)回送模式原理本地環(huán)路模式：本地環(huán)路(Local Loopback)用于測試UART操作，它通過本地發(fā)送和接收報(bào)文，而沒有接TXD和RXD數(shù)據(jù)線。比較接收與發(fā)送的數(shù)據(jù)可以檢驗(yàn)UART發(fā)送接收部分的操作。遠(yuǎn)程環(huán)路模式：遠(yuǎn)程環(huán)路模式(Remote Loopback Mode)提供了另外一種遠(yuǎn)程UART接收和發(fā)送操作的測試序列。UART自動(dòng)地將接收到的字符發(fā)送到TXD輸出引腳上，但是本地的CPU與發(fā)送器的連接是禁止的。在這種模式下，接收器是禁止的，接收到的沒有任何錯(cuò)誤校驗(yàn)的字符被接收方發(fā)送出去。SB：停止位個(gè)數(shù)：控制停止位長度。 其設(shè)置如下圖312：圖312 停止位設(shè)置UART狀態(tài)寄存器(USRn)圖313UART狀態(tài)寄存器顯示發(fā)送、接收、FIFO的狀態(tài)，為只讀寄存器。UART時(shí)鐘選擇寄存器(UCSRn)圖314 UART時(shí)鐘選擇寄存器RCS:接收時(shí)鐘選擇，可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘Fsys，或者用外部輸入。TCS:發(fā)送時(shí)鐘選擇，可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘Fsys，或者用外部輸入。UART命令寄存器(UCRn)圖315 UART命令寄存器在初始化UART模式寄存器前首先要禁用收和發(fā)，初始化完允許收和發(fā)，其中禁用和允許都需要配置這個(gè)寄存器來完成，其命令繁多，詳細(xì)配置可參看數(shù)據(jù)手冊。UART接收緩沖區(qū)(URBn)接收緩沖器包含一個(gè)串行移位寄存器和3個(gè)FIFO接收存儲(chǔ)寄存器。 URXDn連接到串行移位寄存器。在CPU從FIFO的頂部讀取數(shù)據(jù)的同時(shí)接收器在更新FIFO底部的數(shù)據(jù)。圖316 UART接收緩沖區(qū)UART發(fā)送緩沖區(qū)(UTBn)發(fā)送緩沖寄存器包含了發(fā)送存儲(chǔ)寄存器和發(fā)送位移寄存器。當(dāng)UART的狀態(tài)寄存器（USRn）的TXRDY位置1時(shí)，發(fā)送存儲(chǔ)器就從總線讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)位移寄存器為空時(shí)，檢查存儲(chǔ)寄存器是否已將全部有效數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。圖317 UART發(fā)送緩沖區(qū)輸入變化寄存器(UIPCRn)可以檢測總線上的變化，不是常用圖318 輸入變化寄存器輔助控制寄存器(UACRn)圖319輔助控制寄存器只有一位，IEC位是輸入使能控制。中斷寄存器/屏蔽寄存器(UISRn/UIMRn)圖320中斷寄存器/屏蔽寄存器UART最多允許產(chǎn)生4個(gè)中斷請求，1個(gè)來自于發(fā)送部分，3個(gè)來自于接收部分。UART中斷狀態(tài)寄存器(UISR)提供這4個(gè)中斷