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通信电路UART设计

  UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,通用异步收发器)是广泛使用的异步串行数据传输协议。在串行通信中,数据以字节为单位的字节帧进行传送。发送端和接收端必须按照相同的字节帧格式和波特率进行通信。UART控制器所传输的一帧串行数据包括1位起始位(低电平)、5~8位数据位、1位校验位(可选)和停止位(可为1,1.5,2位)。起始位是字节帧的开始,使数据线处于逻辑0状态,用于向接收端表明开始发送数据帧,起到使发送和接收设备实现同步的功能。停止位是字节帧的终止,使数据线处于逻辑1状态。用于向接收端表明数据帧发送完毕。波特率采用标准速率9 600 b/s。数据在传输时,低位在前,高位在后。接收端检测并确认起始位后,接收数据位。停止位接收完毕后,向CPU发出中断信号,同时将数据发送到计算机的8位数据总线上;发送数据时,先由CPU设置波特率,然后将8位并行数据加上起始位和停止位发送给外设。停止位发送完毕后,向CPU发出中断信号。在数据发送和接收过程中,CPU可以通过芯片控制信号来读取UART的工作状态,以便进行实时处理。
  在大规模电路的设计中,广泛采用层次化、结构化的设计方法。它将一个完整的硬件设计任务从系统级开始,划分为若干个可操作的模块,编制出相应的模型并进行仿真验证,最后在系统级上进行组合。这样在提高设计效率的同时又提高了设计质量,是目前复杂数字系统实现的主要手段,也是本文设计思想的基础。按照系统功能进行划分,UART主要由波特率发生器、接收模块和发送模块三大部分组成。下面分别讨论发送模块、接收模块和波特率发生器模块。
  发送模块主要实现对并行数据的缓存、并串转换,并把串行数据按照既定数据帧格式进行输出。
  接收模块的作用是把收到的串行数据转换成并行数据进行输出,并判断收到的数据是否有错。
  波特率发生器模块主要用于产生接收模块和发送模块的时钟频率,其实质就是一个分频器,可以根据给定的系统时钟频率和要求的波特率算出波特率分频因子,作为分频器的分频数。波特率发生器产生的时钟频率CLK16X不是波特率时钟频率CLK,而是波特率时钟频率CLK的16倍。
  UlART是广泛使用的串行数据通信电路,因其要求的传输线少,可靠性高,传输距离远,所以系统间互联常采用异步串行通信接口方式。

[来源:http://www.shandong-china.com/ [作者:admin [日期:11-10-24] [热度:]

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