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《电子技术》2007年第7、8期
ios
基于N
崔 坤 张文明 王 滨
沈阳大学机械工程学院(110044)
摘 要 以Altera公司的FPGA芯片为例,实现了基于NiosII的UART与Pc间的数据通信,首先简
要介绍了NiosII软核处理器的特点,详细说明了基于NiosIl软核处理器的uART工作原理及其寄存
器的内容描述,在软件设计部分采用API函数描述了实现数据通信的几个主要函数。
关键词 NjosII UARTAPI
F1I订,微控制器系统在国民经济和人民生活中得到 高电
了广泛的运JH,而数据传输、lk仍足一个很重要的领域。
低电
对于那些与计算机相距不远的人——机交换设备和串行
起 数 检
存储的外部殴备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等 始 据 验
位 位 位
来说,采用串行通信方式交换数据已非常普遍。
Nios 图l 串行异步通信字符代石15传输格式
II系列嵌入式处理器使用32位的指令集结构
ISA,完全与二进制代码兼容,它是Altera公司的第二代多种传输模式,以适应不同外设要求。基本传输模式足
软核嵌入式处理器,性能超过200DMIPs。允许设计者在主从外设之间进行单字节,半字或字的传输。A、,ALON
在很短的时间内构建一个完整的可编程芯片系统,风险 总线还支持一些高级传输模式,例如支持流操作,支持
和成本比中小规模的AsIC小。这种开发方式特别适合延时操作, 支持多个主设备同时访问。带AValon接Lj
设计针对网络、电信、数据通信、嵌入式和消费市场的 的UART内核为AltemFPGA上的嵌入式系统合外部设
各种嵌入式应用。 备提供了串行字符流的通信方式,内核执行Rs.232协议
本文基于以上这些特点,从硬件和软件两个方面探 时序,由于大部分AlteraFPGA系列上的I/o引脚不遵循
讨了基fCycloneII系列EPlCl2Q240C8与Pc的通信方Rs.232电压电平规范,如果通过I峪.232连接器的信号
案。 直接与FPGA相连,可能会损害器件。为了满足RS一232
1 串行异步通信的硬件接口
头间需要连接一个外部电平转换器。uART内核结构框
通用异步收发器,简称UART,能把字符的并行代
码变换成串行代码发送出去,而且也能把这种格式的串 用MaXiln公司生产的MAx3232型收发器。
行代码接收下来,并且转换成相应的并行代码。串行异
步通信协议中字符代码传输格式如图l所示。在没有传
送代码时,通信线会一直处于逻辑l状态,而传送时, 端口写数据到发送数据寄存器。在当前不进行串行发送
数据两头必须加上起始位和停止位。起始位总是逻辑O 移位操作时,发送移位寄存器自动从发送数据寄存器中
状态。停止位总是逻辑l状态,其持续时间可选为1位、 转入数据。发送移位寄存器直接连接到D①输出。数据
1.5位或2位。数据的低位在前,但根据不同的编码规则, 最低有效位先从TxD移出。发送数据寄存器和发送移位
数据可能有5位、6位、7位或8位。图l中的校验位可寄存器提供双重缓冲。主控制器可以在前一个字符正在
根据需要选择奇校验、偶校验或不要校验位。 移出时将新数值写入发送数据寄存器,并可通过读出状
1.1 UART内核综述 态寄存器的发送准备好位TRDY、发送移位寄存器空位
眦oN总线是一种结构相对简单的总线,用于连 TMT和发送溢出
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