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UART控制器——ZYNQ学习笔记14

ds 2025/9/2 14:12:09

UART 控制器是一个全双工异步收发控制器， MPSoC 内部包含两个 UART 控制器， UART0 和 UART1。每一个 UART 控制器支持可编程的波特率发生器、 64 字节的接收 FIFO 和发送 FIFO、产生中断、 RXD 和TXD 信号的环回模式设置以及可配置的数据位长度、停止位和校验方式等。UART 控制器的配置以及状态的获取由控制（Control）和状态寄存器（Status Registers完成。另外，UART 控制器不仅可以连接至 MIO，也可以映射到 EMIO，从而使用 PL 的端口来实现串口通信的功能。当 UART 控制器连接到 MIO 时，只有 Tx（发送）和 Rx（接收）两个引脚；而当连接 EMIO 时，除 Tx 和Rx 引脚外，可选的还有 CTS、 RTS、 DSR、 DCD、 RI、 DTR 等引脚，这些引脚用于串口的流控制，即调制解调器的数据通讯中。UART 控制器采用独立的接收和发送数据路径，每个路径包含一个 64 字节的 FIFO，控制器对发送和接收 FIFO 中的数据进行串并转换操作。 FIFO 的中断标志支持轮询处理或中断驱动处理两种方式。另外，控制器中还有一个模式开关，支持 RXD 和 TXD 信号的各种环回配置。 UART 控制器内部框图如下图所示：

main.c

#include "xparameters.h"	//器件参数信息
#include "xuartps.h"		//包含 PS UART 的函数声明
#include "xil_printf.h"		//包含 print()函数
#include "xscugic.h"		//包含中断的函数声明
#include "stdio.h"			//包含 printf 函数的声明
#include "xscugic.h"		//
#include "uart.h"
#include "intr.h"//定义结构体
XUartPs Uartps	;
XScuGic Intc	;int main(){uart_config(&Uartps);intr_config(&Intc,&Uartps);while(1){}
}

uart.c

#include "xparameters.h"	//器件参数信息
#include "xuartps.h"		//包含 PS UART 的函数声明
#include "xil_printf.h"		//包含 print()函数
#include "xscugic.h"		//包含中断的函数声明
#include "stdio.h"			//包含 printf 函数的声明
#include "uart.h"#define UART_DEVICE_ID 	XPAR_PS7_UART_0_DEVICE_ID //串口设备 IDvoid uart_config(XUartPs *uartps){XUartPs_Config *uart_cfg;//查找配置信息uart_cfg = XUartPs_LookupConfig(UART_DEVICE_ID);//串口初始化XUartPs_CfgInitialize(uartps,uart_cfg,uart_cfg->BaseAddress);//UART参数设置//波特率 115200XUartPs_SetBaudRate(uartps,115200);//模式设置 正常模式XUartPs_SetOperMode(uartps,XUARTPS_OPER_MODE_NORMAL);//设置触发数量：1XUartPs_SetFifoThreshold(uartps, 1);}

uart.h

#include "xparameters.h"	//器件参数信息
#include "xuartps.h"		//包含 PS UART 的函数声明
#include "xil_printf.h"		//包含 print()函数
#include "xscugic.h"		//包含中断的函数声明
#include "stdio.h"			//包含 printf 函数的声明
#include "xscugic.h"		//void uart_config(XUartPs *uartps);

init.c

#include "xparameters.h"	//器件参数信息
#include "xuartps.h"		//包含 PS UART 的函数声明
#include "xil_printf.h"		//包含 print()函数
#include "xscugic.h"		//包含中断的函数声明
#include "stdio.h"			//包含 printf 函数的声明
#include "intr.h"#define UART_INT_IRQ_ID XPAR_XUARTPS_0_INTR //串口中断 ID
#define INTC_DEVICE_ID 	XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID //中断控制器 IDvoid intr_config(XScuGic *Intc,XUartPs *Uartps){SetupInterruptSystem(Intc,Uartps);					//设置中断系统
}void SetupInterruptSystem(XScuGic *Intc, XUartPs *Uartps)
{XScuGic_Config *IntcConfig;//查找GIC配置信息，进行初始化IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);XScuGic_CfgInitialize(Intc, IntcConfig,IntcConfig->CpuBaseAddress);//配置UART中断XUartPs_SetInterruptMask(Uartps,XUARTPS_IXR_RXOVR);/*********************************************************************************************************************///初始化ARM处理器异常句柄Xil_ExceptionInit();//给IRQ异常注册处理程序Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,Intc);//使能处理器中断Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);
/*********************************************************************************************************************///关联IQC异常处理函数XScuGic_Connect(Intc,UART_INT_IRQ_ID,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)Uartps);//使能GIC控制器对应ID中断XScuGic_Enable(Intc, UART_INT_IRQ_ID);}void IntrHandler(void *call_back_ref){u32 int_state;u8 rxdata;XUartPs *uart_ps = (XUartPs *) call_back_ref;//获取中断配置信息int_state = XUartPs_GetInterruptMask(uart_ps);//读取中断状态int_state &= XUartPs_ReadReg(uart_ps->Config.BaseAddress,XUARTPS_ISR_OFFSET); //中断状态//判断是否为rxfifo中断if(int_state & XUARTPS_IXR_RXOVR){		//RXFIFO缓冲区中断//读取RXFIFO数据rxdata = XUartPs_RecvByte(uart_ps->Config.BaseAddress);//清除中断标志XUartPs_WriteReg(uart_ps->Config.BaseAddress,XUARTPS_ISR_OFFSET,1);//发送数据XUartPs_SendByte(uart_ps->Config.BaseAddress,rxdata);}}

inrt.h

#include "xparameters.h"	//器件参数信息
#include "xuartps.h"		//包含 PS UART 的函数声明
#include "xil_printf.h"		//包含 print()函数
#include "xscugic.h"		//包含中断的函数声明
#include "stdio.h"			//包含 printf 函数的声明void intr_config(XScuGic *Intc,XUartPs *Uartps);
void SetupInterruptSystem(XScuGic *Intc, XUartPs *Uartps);
void IntrHandler();