Разработка контроллера управления последовательным портом
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Курсовая работа
Разработка контроллера управления последовательным портом
Разработал студент
Панфилова К.В.
Введение
По определению интерфейс представляет собой совокупность унифицированных аппаратных, программных, конструктивных средств, необходимых для реализации алгоритмов взаимодействия различных функциональных блоков микропроцессорных систем, а также функциональных блоков, входящих в состав автоматизированных систем управления.
Стандартизации в интерфейсе подлежат состав и тип линий связи, электрические и временные параметры сигналов, форматы передаваемой информации, команды и состояния, алгоритмы функционирования, конструктивное исполнение соединений.
По режиму обмена информацией интерфейсы подразделяют на симплексные, полудуплексные, дуплексные и мультиплексные. В интерфейсах с симплексным режимом обмена информации возможна лишь однонаправленная передача информации от одного абонента к другому. В интерфейсах с полудуплексным режимом обмена в произвольный момент времени может производиться либо только прием, либо только передача данных между двумя абонентами. В интерфейсах с дуплексным режимом обмена в любой момент времени может производиться одновременный прием и передача данных между двумя абонентами. В интерфейсах с мультиплексным режимом обмена в каждый момент времени может осуществляться прием или передача данных между парой абонентов сети.
По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, и двухпроводной) линии. Последовательная передача данных может осуществляться в синхронном и асинхронном режимах.
Среди различных типов встроенных контроллеров последовательного обмена, которые входят в состав микроконтроллеров (МК), сложился стандарт де-факто - модуль UART (Universal Asynchronous Receiver and Transmitter). В переводе с английского UART - универсальный асинхронный приемопередатчик.
Не все производители МК используют термин UART для обозначения типа модуля контроллера последовательного обмена. Так, в МК фирмы Motorola модуль асинхронной приемопередачи, который поддерживает те же режимы асинхронного обмена, что и UART, принято называть SCI (Serial Communication Interface).
1. Теоретические аспекты последовательной передачи данных
.1 Последовательный связной интерфейс
Последовательный связной интерфейс (SCI) является подсистемой последовательного ввода / вывода, доступной во многих микроконтроллерах производства фирмы Motorola. Контроллер последовательного асинхронного интерфейса SCI по функциональному назначению можно отнести к модулям типа UART.
Модуль SCI обеспечивает полнодуплексный асинхронный режим обмена, при котором прием и передача данных могут происходить одновременно.
Линии приема и передачи физически разделены. Модуль состоит из двух независимых подсистем: приемника (Transmitter) и передатчика (Receiver). Каждое из устройств имеет свой бит разрешения работы: TE и RE соответственно. Основу каждой подсистемы составляет сдвиговый регистр и параллельный регистр буфера данных.
Модуль SCI допускает различные скорости приема и передачи данных. Скорость передачи данных определяется генератором модуля SCI. Этот генератор состоит из общего для приемника и передатчика предварительного делителя частоты тактирования межмодульных магистралей и двух независимых делителей частоты приемника и передатчика. Вследствие этого, скорости передачи и приема данных могут различаться. Скорость передачи данных следует определить по формуле:
, где
коэффициент деления предварительного делителя, NP=1,3,4,13;коэффициент деления делителя передатчика, NT=1,2,4,8,16,32,64,128.
Значения коэффициентов NP и NT определяются установкой соответствующих разрядов в регистре скорости передачи BAUD.
Обеспечивает два стандартных кадра обмена в асинхронном режиме: 10-битный и 11-битный. На рис. 1.1 представлена временная диаграмма 10-битного кадра: 8 бит данных передаются вслед за стартовым битом, начиная с младшего D0; завершает передачу стоповый бит. Логические уровни для передачи стартового бита (низкий) и стопового бита (высокий) формируются аппаратными средствами передатчика. Приемник распознает начало передачи нового кадра по изменению уровня сигнала на входе RXD с высокого, который может длиться сколь угодно долго, на низкий.
Рисунок 1.1 - Временная диаграмма 10-битного кадра
Передаваемая в кадре полезная информация длиною в один байт кодируется с использованием без возвращения к нулю (БВН) кода.
Рисунок 1.2 - Пример представления двоичной последовательности в коде БВН
Код без возвращения к нулю отображает последовательность двоичных битов последовательностью уровней напряжения, постоянных на интервале каждого передаваемого двоичного разряда (рис. 1.2).
Однако может быть использовано решение, при котором информация кодируется семью битам D6…D0, а ста?/p>