【ZYNQ Ultrascale+ MPSOC FPGA教程】第二十一章PS端UART讀寫控制

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適用于板卡型號：

AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

vivado工程目錄為“ps_hello/vivado”

vitis工程目錄為“ps_uart/vitis”

軟件工程師工作內(nèi)容

以下為軟件工程師負責內(nèi)容。

在前面的實驗中，大家或多或少會發(fā)現(xiàn)有打印信息的情況，主要是調(diào)用”xil_printf”或”printf”，但是通過什么打印信息呢？我們還記得打印信息之前設(shè)置了串口，是的，確實是串口，但這些函數(shù)是如何調(diào)用串口呢？其實我們可以在”xil_printf”函數(shù)定義中看到，注意outbyte函數(shù)就是調(diào)用UART打印的。

再進入outbye的函數(shù)，即可看到調(diào)用了PS端UART的函數(shù)，得以在串口中顯示。

除了打印信息之外，如果我們想用UART進行數(shù)據(jù)傳輸呢？本章便來介紹PS端UART的讀寫控制，實驗中，每隔1S向外發(fā)送一串字符，如果收到數(shù)據(jù)，產(chǎn)生中斷，并將收到的數(shù)據(jù)再發(fā)送出去。

1.UART模塊介紹

以下是UART模塊的結(jié)構(gòu)圖，TxFIFO和RxFIFO都為64字節(jié)。

下圖為UART的四種模式

可以用remote loopback mode測試物理電路是否正常，使用API函數(shù)XUartPs_SetOperMode

2. Vitis程序開發(fā)

1) 本實驗流程如下：

主程序流程：

UART初始化設(shè)置UART模式設(shè)置數(shù)據(jù)格式設(shè)置中斷發(fā)送UART數(shù)據(jù)檢查是否收到數(shù)據(jù)如果收到，發(fā)送收到的數(shù)據(jù)，如果沒有，等待1秒鐘，繼續(xù)發(fā)數(shù)據(jù)

中斷程序流程：

中斷初始化設(shè)置接收FIFO trigger中斷寄存器，設(shè)置為1，即收到一個數(shù)據(jù)就中斷打開接收trigger中斷REMPTY及接收FIFO空中斷RTRIG

中斷服務(wù)程序：

判斷狀態(tài)寄存器是trigger還是empty清除相應中斷trigger狀態(tài)讀取RxFIFO數(shù)據(jù)，empty狀態(tài)將接收標志ReceivedFlag置1

2) 在main函數(shù)中進行模式的設(shè)置，可以直接調(diào)用函數(shù)，設(shè)置為正常模式，數(shù)據(jù)格式設(shè)置為波特率115200，數(shù)據(jù)8bit，無校驗位，1bit停止位。UartFormat定義在uart_parameter.h中。

3) 中斷控制器程序初始化可參考按鍵中斷方式，用法類似。

4) 在main函數(shù)中將trigger level設(shè)置為1，打開trigger和empty中斷。

5) 數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收函數(shù)參考了UARTPS的XUartPs_Send和XUartPs_Rev函數(shù)，但它們會打開某些中斷，不符合預期，因此做了修改。

在接收緩存中設(shè)置了最大2000字節(jié)的緩沖，可以根據(jù)需要修改。

6) 在中斷服務(wù)程序中，將ReceivedBufferPtr指針地址和ReceivedByteNum加上接收到的個數(shù)，如果FIFO空了，將ReceivedFlag置為1。同時向中斷狀態(tài)寄存器寫數(shù)據(jù)，清除中斷。

7) 在main函數(shù)中，將ReceivedFlag和ReceivedByteNum清零，ReceivedBufferPtr指針復位。

8) Uart發(fā)送函數(shù)中，判斷TxFIFO是否滿，否則繼續(xù)發(fā)送，直到計數(shù)達到NumBytes

9) Uart接收函數(shù)中，判斷接收RxFIFO是否為空，否則繼續(xù)讀數(shù)據(jù)，NumBytes為需要讀取的數(shù)據(jù)個數(shù)，但如果接收的FIFO空了，計數(shù)沒有達到這個值，也會結(jié)束此函數(shù)。

10) 除了自己寫程序外，還可以從system.mss中導入模塊的例子，參考Xilinx提供的程序，方便學習。

3. 板上驗證

1) 接下來下載程序

2) 打開工程目錄下的串口調(diào)試工具

3) 設(shè)置好參數(shù)如下，打開串口，即可看到打印信息。

4) 在發(fā)送區(qū)填入數(shù)據(jù)，點擊手動發(fā)送，即可看到接收區(qū)的數(shù)據(jù)。

4. 總結(jié)

本章學習了UART的發(fā)送與接收，以及中斷的使用，希望大家能養(yǎng)成良好的習慣，多看文檔，理解原理，能對系統(tǒng)的認識有很大提高。