【ZYNQ Ultrascale+ MPSOC FPGA教程】第二十一章 PS端UART读写控制
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适用于板卡型号:
AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG
vivado工程目录为“ps_hello/vivado”
vitis工程目录为“ps_uart/vitis”
软件工程师工作内容
以下为软件工程师负责内容。
在前面的实验中,大家或多或少会发现有打印信息的情况,主要是调用”xil_printf”或”printf”,但是通过什么打印信息呢?我们还记得打印信息之前设置了串口,是的,确实是串口,但这些函数是如何调用串口呢?其实我们可以在”xil_printf”函数定义中看到,注意outbyte函数就是调用UART打印的。
再进入outbye的函数,即可看到调用了PS端UART的函数,得以在串口中显示。
除了打印信息之外,如果我们想用UART进行数据传输呢?本章便来介绍PS端UART的读写控制,实验中,每隔1S向外发送一串字符,如果收到数据,产生中断,并将收到的数据再发送出去。
1.UART模块介绍
以下是UART模块的结构图,TxFIFO和RxFIFO都为64字节。
下图为UART的四种模式
可以用remote loopback mode测试物理电路是否正常,使用API函数XUartPs_SetOperMode
2. Vitis程序开发
1) 本实验流程如下:
主程序流程:
UART初始化设置UART模式设置数据格式设置中断发送UART数据检查是否收到数据如果收到,发送收到的数据,如果没有,等待1秒钟,继续发数据
中断程序流程:
中断初始化设置接收FIFO trigger中断寄存器,设置为1,即收到一个数据就中断打开接收trigger中断REMPTY及接收FIFO空中断RTRIG
中断服务程序:
判断状态寄存器是trigger还是empty清除相应中断trigger状态读取RxFIFO数据,empty状态将接收标志ReceivedFlag置1
2) 在main函数中进行模式的设置,可以直接调用函数,设置为正常模式,数据格式设置为波特率115200,数据8bit,无校验位,1bit停止位。UartFormat定义在uart_parameter.h中。
3) 中断控制器程序初始化可参考按键中断方式,用法类似。
4) 在main函数中将trigger level设置为1,打开trigger和empty中断。
5) 数据的发送和接收函数参考了UARTPS的XUartPs_Send和XUartPs_Rev函数,但它们会打开某些中断,不符合预期,因此做了修改。
在接收缓存中设置了最大2000字节的缓冲,可以根据需要修改。
6) 在中断服务程序中,将ReceivedBufferPtr指针地址和ReceivedByteNum加上接收到的个数,如果FIFO空了,将ReceivedFlag置为1。同时向中断状态寄存器写数据,清除中断。
Ug1085 UART清除中断
7) 在main函数中,将ReceivedFlag和ReceivedByteNum清零,ReceivedBufferPtr指针复位。
8) Uart发送函数中,判断TxFIFO是否满,否则继续发送,直到计数达到NumBytes
9) Uart接收函数中,判断接收RxFIFO是否为空,否则继续读数据,NumBytes为需要读取的数据个数,但如果接收的FIFO空了,计数没有达到这个值,也会结束此函数。
10) 除了自己写程序外,还可以从system.mss中导入模块的例子,参考Xilinx提供的程序,方便学习。
3. 板上验证
1) 接下来下载程序
2) 打开工程目录下的串口调试工具
3) 设置好参数如下,打开串口,即可看到打印信息。
4) 在发送区填入数据,点击手动发送,即可看到接收区的数据。
4. 总结
本章学习了UART的发送与接收,以及中断的使用,希望大家能养成良好的习惯,多看文档,理解原理,能对系统的认识有很大提高。