UART寄存器的循環(huán)緩沖區(qū)實現(xiàn)以及中斷驅(qū)動的UART實現(xiàn)和硬件設(shè)置

本應(yīng)用筆記介紹了用于 Z8 Encore 的中斷驅(qū)動 UART！XP? 和 Z8 Encore！MC? 微控制器。它描述了 UART 寄存器描述、循環(huán)緩沖區(qū)實現(xiàn)，以及中斷驅(qū)動的 UART 實現(xiàn)和硬件設(shè)置。

Z8 Encore 中的 UART 外設(shè)概述設(shè)備

通用異步接收器/發(fā)送器 （UART） 是一種能夠處理異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜p工通信通道。UART 使用具有可選奇偶校驗的單個 8 位數(shù)據(jù)模式。UART 的特性包括：

• 8 位異步數(shù)據(jù)傳輸
• 可選擇的偶數(shù)或奇數(shù)奇偶校驗生成和檢查
• 一或兩個停止位的選項
• 獨立的發(fā)送和接收中斷
• 單獨的發(fā)送和接收使能
• 幀、奇偶校驗、溢出和中斷檢測
• 16 位波特率發(fā)生器 （BRG）
• 具有三種可配置中斷方案的可選多處理器（9 位）模式
• 波特率發(fā)生器定時器模式
• 驅(qū)動器啟用外部總線收發(fā)器的輸出

UART 由三個主要功能塊組成：發(fā)送器、接收器和波特率發(fā)生器。UART 的發(fā)送器和接收器各自獨立運行，但使用相同的波特率和數(shù)據(jù)格式。圖 1 顯示了 UART 架構(gòu)。

圖 1 Z8 Encore 示意圖！XP UART 模塊

循環(huán)緩沖區(qū)實現(xiàn)

本節(jié)介紹循環(huán)緩沖區(qū)的實現(xiàn)。此處介紹的例程可用于任何排隊或緩沖應(yīng)用程序。

緩沖區(qū)通常用作臨時數(shù)據(jù)存儲，通常用于流式傳輸數(shù)據(jù)。類似地，循環(huán)緩沖區(qū)（或環(huán)形緩沖區(qū)）是具有內(nèi)存分配方案的臨時數(shù)據(jù)存儲，其中緩沖區(qū)可以具有固定大小，并且當(dāng)索引指針返回到起始位置時可以重用每個內(nèi)存位置。這種緩沖方案被廣泛使用，并且有幾個現(xiàn)有版本，每個版本都根據(jù)應(yīng)用需求而變化。本節(jié)描述一個簡單的緩沖機制。

為了初始化循環(huán)緩沖區(qū)，需要初始化一個內(nèi)存段或任何預(yù)定義長度的數(shù)組。這是緩沖數(shù)據(jù)的存儲位置。

《br》#define RBUF_IN_BUFFERSIZE （UINT8） 64）《br》UINT8 RBUF_InBuff ［RBUF_IN_BUFFERSIZE］;《br》

為了便于管理循環(huán)緩沖區(qū)，初始化了兩個索引指針和一個數(shù)據(jù)計數(shù)器。

《br》UINT8 RBUF_InRdPtr; // Pointer to the next read location《br》UINT8 RBUF_InWrPtr; // Pointer to the next write location《br》UINT8 RBUF_InLength // Buffer length《br》

初始化時，緩沖區(qū)不包含任何內(nèi)容，指針位于緩沖區(qū)的開頭，如圖 2 所示。

圖 2 初始化緩沖區(qū)

當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入緩沖區(qū)時，寫指針增加，數(shù)據(jù)計數(shù)器也增加。類似地，當(dāng)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)時，讀取指針會遞增，而數(shù)據(jù)計數(shù)器會遞減。參見圖 3。

圖 3 緩沖區(qū)的讀/寫操作

當(dāng)讀或?qū)懼羔樀竭_(dá)緩沖區(qū)的末尾時，它會跳回到開頭，造成環(huán)繞效應(yīng)。因此，之前使用讀取操作獲取的數(shù)據(jù)將被覆蓋。見圖 4。

圖 4 環(huán)繞

中斷驅(qū)動的 UART 實現(xiàn)

本節(jié)介紹通過Z8 Encore 的UART 外設(shè)初始化、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法！設(shè)備。

本文檔中介紹的 UART 軟件實現(xiàn)支持基本格式，即 8 個數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗和 1 個停止位。程序等待接收一個字符串（以換行符結(jié)束），然后回顯到輸入字符串。

為了便于通過 UART 進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入/輸出，上一節(jié)中討論的循環(huán)緩沖區(qū)用于存儲數(shù)據(jù)。單獨的緩沖區(qū)用于處理發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。可以根據(jù)用戶需要更改緩沖區(qū)大小 RBUF_IN_BUFFERSIZE 和 RBUF_OUT_BUFFERSIZE。

硬件設(shè)置

圖 5 Z8 Encore 通過 RS-232 端口連接到 PC

圖 5 顯示了 Z8 Encore 的硬件設(shè)置！開發(fā)套件通過超級終端連接到 PC。超級終端設(shè)置為 8-N-1，流量控制設(shè)置為無。源代碼和本文檔中的默認(rèn)波特率設(shè)置使用 115 kbps。用戶可以根據(jù)需要更改設(shè)置。

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