嵌入式实验四：串口传输实验.docx

实 验 报 告课程名称 嵌入式系统设计 实验仪器 清华同方辰源嵌入式系统实验箱 实验名称 实验四：串口传输实验 系 别 计算机学院 专 业 计算机科学与技术 班级/学号 学生姓名 实验日期 成 绩 指导教师 实验四：串口传输实验1、 实验问题回答（1） 本实验引入了Send和Receive两个变量表示上传或下传数据，用状态机怎么实现？答：switch(oledkey0)case F: state=1;/Receive = 1;/Send = 0;break;case E: state=2;/Send = 1;/Receive = 0;break;switch(state)case 0:break;case 1: recive();break;case 2:send();break;（2） 了解串口通讯原理。答：串口按位（bit）发送和接收字节，串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。1、51系列单片机的串口有4个模式，可分别用作串并转换、并串转换、异步串行通信（2种模式）。异步串行通信中，有1+8+1和1+8+1+1两种帧格式，多机通信是特殊的通信方式。2、基本原理是两组移位寄存器。将并行通信转换成串行通信模式（发送部分），或反之（接收部分）。可全双工运行。3、速度通过移位脉冲决定。具体一般通过定时器1的自动装载模式产生的溢出脉冲给出。4、电平上采用的是CMOS逻辑。5、以上是物理层和数据链路层的单片机串口模块的约定，其他层需要软件人员根据需要自行把握。另外，电平需要根据实际通信环境做变换，如232、485或红外等。（3）了解在上位机（PC端）端，C程序中如何调用串口？ 答：#include#includeHANDLEhCom;intmain(void)hCom=CreateFile(TEXT(COM3),/COM1口GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,/允许读和写0,/独占方式NULL,OPEN_EXISTING,/打开而不是创建0,/同步方式NULL);if(hCom=(HANDLE)-1)printf(打开COM失败!n);returnFALSE;elseprintf(COM打开成功！n);SetupComm(hCom,1024,1024);/输入缓冲区和输出缓冲区的大小都是1024COMMTIMEOUTSTimeOuts;/设定读超时TimeOuts.ReadIntervalTimeout=1000;TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=500;TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=5000;/设定写超时TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=500;TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=2000;SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts);/设置超时DCBdcb;GetCommState(hCom,&dcb);dcb.BaudRate=9600;/波特率为9600dcb.ByteSize=8;/每个字节有8位dcb.Parity=NOPARITY;/无奇偶校验位dcb.StopBits=ONE5STOPBITS;/两个停止位SetCommState(hCom,&dcb);DWORDwCount;/读取的字节数BOOLbReadStat;while(1)PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);/清空缓冲区charstr9=0;printf(%sn,str);bReadStat=ReadFile(hCom,str,9,&wCount,NULL);if(!bReadStat)printf(读串口失败!);returnFALSE;elsestr8=0;printf(%sn,str);Sleep(100);（4） 了解在上位机（PC端）端，JAVA程序中如何调用串口？答：public static void process() try Enumeration portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers(); while (portList.hasMoreElements() CommPortIdentifier portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement(); if (portId.getPortType() = CommPortIdentifier.PORT_SERIAL)/如果端口类型是串口则判断名称 if(portId.getName().equals(COM1)/如果是COM1端口则退出循环 break; else portId=null; SerialPort serialPort = (SerialPort)portId.open(Serial_Communication, 1000);/打开串口的超时时间为1000ms serialPort.setSerialPortParams(9600,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);/设置串口速率为9600，数据位8位，停止位1们，奇偶校验无 InputStream in = serialPort.getInputStream();/得到输入流 OutputStream out = serialPort.getOutputStream();/得到输出流 /进行输入输出操作/操作结束后 in.close(); out.close(); serialPort.close();/关闭串口 catch (PortInUseException e) e.printStackTrace(); catch (UnsupportedCommOperationException e) e.printStackTrace(); catch (IOException e) e.printStackTrace(); 2、 实验目的和效果实验目的：（1）学习、理解、掌握利用串口实现上位机和下位机之间的通讯（数据上传和控制）。达到实验要求，拓展二未实现。实验效果：3、 实验内容和步骤实验内容：（1） 默认在在OLED屏幕上分行显示串口号、波特率、数据位、校验位、停止位、“E”键发送模式、“F”键接收模式。思路：E键发送模式设置send=1 receive=0 F键接受模式设置 send=0 receive=1（2） 按下小键盘的“E”键，表示下位机（实验箱）往上位机（PC）发送数据，上位机开启“超级终端”，下位机循环往上位机发送“0”“1”“2”。“9”字符，上位机在“超级终端”中可以看到。思路：定义一个全局变量字符数组，char rxchar2;GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);SysCtlDelay(2000000);UARTSend(unsigned char *)&rxchar, 1);SysCtlDelay(2000000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);rxchar0值不断由0x30-0x39之间进行变化。if(rxchar0 = 0x39) | (rxchar0 0x30)rxchar0 = 0x30;elserxchar0+;（3） 按下小键盘的“F”键，表示上位机（PC）往下位机（实验箱）发送数据，上位机开启“超级终端”，输入“A”、“B”、“C”、“D”等，下位机接受数据，和小键盘输入一样进行相应显示。思路：if(UARTCharsAvail(UART0_BASE)rxchar0 = UARTCharGet(UART0_BASE); / 等待接收字符rxchar1 = 0;GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);RIT128x96x4StringDraw(Receive: , 12,80, 15); RIT128x96x4StringDraw(rxchar, 66,80,15);RIT128x96x4StringDraw( , 72,80,15); SysCtlDelay(1000000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);（4） 扩展：按照状态机模式修改程序。思路：根据按键的不同判断状态，三种状态，空闲，接收，发送。根据状态的不同调用相应的方法。（5） 扩展：在另外一片CPU LM3S 2110上实现串口通信，接实验箱第二个串口接口，因为这一片CPU不带显示器，可以只实现下位机（实验箱）往上位机（PC）发送数据，上位机开启“超级终端”，下位机循环往上位机发送“0”“1”“2”。“9”字符，上位机在“超级终端”中可以看到。思路：理论上在创建项目时选择cpu LM3S 2110，改变实验箱上连线，连接UART2的串口即可实现。但实际操作中并未实现。实验步骤：（1） 加载必要程序（2） 串口启动配置（main）（3） 增加串口相关函数（main.c中）（4） 修改主函数，实现本次实验要求的功能（5） 编译、连接，生成可执行程序文件（6） 反复（3）-（5）步骤，直到完成（7） 硬件连接,连接标志UART1的串口（8） 联调4、 实验总结与收获实验代码#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include rit128x96x4.h /#include utility.h #define MAX_SIZE 40 / 缓冲区最大限制长度#define UARTCharGetNB UARTCharGetNonBlockingchar RxBuf1 + MAX_SIZE; / 接收缓冲区int BufP = 0; / 缓冲区位置变量tBoolean RxEndFlag = false; / 接收结束标志unsigned int Event=0,Event_key=0,Send=0,Receive=0;int type=0;int ki=0;char oledkey2;int state=0;unsigned char ucValue=0x00;long time=0;int Speed,count=0;unsigned char rxchar10;void timerset(void);void UARTSend(const unsigned char *pucBuffer, unsigned long ulCount);void recive()if(UARTCharsAvail(UART0_BASE)rxchar0 = UARTCharGet(UART0_BASE); / 等待接收字符rxchar1 = 0;GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);RIT128x96x4StringDraw(Receive: , 30,80, 15);RIT128x96x4StringDraw(rxchar, 66,80,15);RIT128x96x4StringDraw( , 72,80,15);SysCtlDelay(100000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);void send() RIT128x96x4StringDraw(sending1,0,60,15);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);SysCtlDelay(200000);/RIT128x96x4StringDraw(sending2,20,1,15);UARTSend(unsigned char *)&rxchar, 1);SysCtlDelay(200000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);if(rxchar0 = 0x39) | (rxchar0 = 0x39) | (rxchar0 1;ucValue = ucValue + ucKey;ucValue = ucValue4)4) + 48;elseoledkey0 = (ucValue4) - 10 + A; Event_key = 1;void timerset()SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0);TimerConfigure(TIMER0_BASE, TIMER_CFG_32_BIT_PER);TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, SysCtlClockGet()/100); / 不除以100 则1 秒中断一次IntEnable(INT_TIMER0A);TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);void Timer0IntHandler(void)unsigned long ulStatus;ulStatus = TimerIntStatus(TIMER0_BASE, true); / 获取当前中断状态TimerIntClear(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT); / 清除全部中断状态if (ulStatus & TIMER_TIMA_TIMEOUT) / 如果是超时中断/补充该部分代码time+;/每次计时中断，相应计数值进行变化void UARTIntHandler(void)unsigned long uStatus;/ Get the interrrupt status.uStatus = UARTIntStatus(UART0_BASE, true);/ Clear the asserted interrupts.UARTIntClear(UART0_BASE, uStatus);/ Loop while there are characters in the receive FIFO.while(UARTCharsAvail(UART0_BASE)/ Read the next character from the UART and write it back to the UART.UARTCharPutNonBlocking(UART0_BASE, UARTCharGetNonBlocking(UART0_BASE); void UARTSend(const unsigned char *pucBuffer, unsigned long ulCount)/ Loop while there are more characters to send./while(ulCount-)/ Write the next character to the UART./UARTCharPutNonBlocking(UART0_BASE, *pucBuffer+);拓展#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include rit128x96x4.h /#include utility.h #define MAX_SIZE 40 / 缓冲区最大限制长度#define UARTCharGetNB UARTCharGetNonBlockingchar RxBuf1 + MAX_SIZE; / 接收缓冲区int BufP = 0; / 缓冲区位置变量tBoolean RxEndFlag = false; / 接收结束标志unsigned int Event=0,Event_key=0,Send=0,Receive=0;int type=0;int ki=0;char oledkey2;int state=0;unsigned char ucValue=0x00;long time=0;int Speed,count=0;unsigned char rxchar10;void timerset(void);void UARTSend(const unsigned char *pucBuffer, unsigned long ulCount);void recive()if(UARTCharsAvail(UART0_BASE)rxchar0 = UARTCharGet(UART0_BASE); / 等待接收字符rxchar1 = 0;GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);RIT128x96x4StringDraw(Receive: , 30,80, 15);RIT128x96x4StringDraw(rxchar, 66,80,15);RIT128x96x4StringDraw( , 72,80,15);SysCtlDelay(100000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);void send() RIT128x96x4StringDraw(sending1,0,60,15);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_0);SysCtlDelay(200000);/RIT128x96x4StringDraw(sending2,20,1,15);UARTSend(unsigned char *)&rxchar, 1);SysCtlDelay(200000);GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0,0);if(rxchar0 = 0x39) | (rxchar0 = 0x39) | (rxchar0 1;ucValue = ucValue + ucKey;ucValue = ucValue4)4) + 48;elseoledkey0 = (ucValue4) - 10 +