接口驱动技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,嵌入式系统设计,*,第七讲（,1,）接口驱动技术,授课教师：李英祥,电邮地址：,内容提纲与课时安排,1.,接口技术概述,2.GPIO,，,UART,，,RTC,；（以上,2,学时）,3.SRAM,，,Flash,，液晶接口；（以上,2,学时）,2024/10/2,2,1.,接口技术概述,接口含义,接口功能,接口组成,接口信息,2024/10/2,3,接口含义,接口是微处理器与外部设备的连接电路（转换电路），是,CPU,与外部设备进行信息交换的中转站；,接口技术是采用硬件与软件相结合的方法，使微处理器与外部设备进行最佳的匹配，实现,CPU,与外部设备之间的高效、可靠的信息交换的一门技术；,2024/10/2,4,接口功能,数据缓冲功能：接口中设置数据缓冲寄存器（缓存器）或锁存器（数据口），缓冲输入、输出数据；,执行,CPU,命令的功能：,CPU,的控制命令是以命令代码的形式先发送到接口中的命令寄存器（命令口），接口电路识别分析后，传送到外部设备；,提供信息交换的握手信号：接口中设置状态寄存器（状态口），以便,CPU,与外设联络，决定是否交换信息；,2024/10/2,5,设备选择功能：通过接口的地址译码对外设进行寻址；,信号转换功能：包括,CPU,信号与外设信号间的逻辑关系、时序匹配、电平转换等；,中断管理功能：一些接口中设置中断控制器，处理有关中断事务；,数据宽度和数据格式转换的功能：一些接口中设置移位寄存器，实现串并、并串转换；,2024/10/2,6,接口的组成,基本逻辑电路,包括,命令寄存器,、,状态寄存器,、,数据缓冲寄存器,；,承担接收命令、返回状态、传送数据的基本任务；,端口地址译码电路,由,译码器,、普通,逻辑芯片,或,GAL,器件,构成；,2024/10/2,7,控制逻辑电路,对接口芯片内部各电路之间的协调以及对外部的联络控制；,备选电路,中断控制器、,DMA,控制器、定时/计数器、移位寄存器等；,2024/10/2,8,接口信息,数据信息,8位、16位、32位,模拟量、数字量、开关量,状态信息,READY、EMPTY、BUSY、ACK,等,控制信息,启动、停止等,2024/10/2,9,地址,数据,控制,数据,状态,控制,I/O,设,备,CPU,接口电路,接口信息传送示意图,2024/10/2,10,2.GPIO,GPIO,的应用,S3C2410 GPIO,引脚说明,S3C2410 GPIO,寄存器配置,S3C2410 GPIO,举例,2024/10/2,11,GPIO,的应用,通用,I/O,口（接口，引脚）；,驱动,LED,或其他指示器；,控制片外器件；,检测数字输入，如键盘或开关信号；,2024/10/2,12,检测数字输入，如键盘或开关信号,驱动,LED,或其它指示器,控制片外器件,2024/10/2,13,S3C2410 GPIO,引脚描述,S3C2410A,具有,117,个通用,I/O,引脚，分为,A,H,等共,8,个端口；,2024/10/2,14,引脚示例,如,GPE,端口共有,16,个,GPIO,引脚，功能如下；,2024/10/2,15,S3C2410 GPIO,寄存器配置,端口配置寄存器（,GPACON,GPHCON,）,端口数据寄存器（,GPADAT,GPHDAT,）,端口上拉寄存器（,GPBUP-GPHUP,）,E,端口控制示例,配置举例,2024/10/2,16,端口配置寄存器（,GPACON,GPHCON,）,由于部分,I/O,引脚有第二功能，甚至第三功能，所以需要通过设置,GPxCON,寄存器来选择,GPx,口,I/O,的功能,注：其中,x,可以为,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,、,G,、,H,，表示相应的,I/O,端口；,2024/10/2,17,端口数据寄存器（,GPADAT,GPHDAT,）,当,I/O,设置为,GPIO,输出模式,(Output,模式,),时，写,GPxDAT,控制相应,I/O,口输出高电平或低电平。,注：,GPxDAT,为,1,的位对应,I/O,输出高电平，为,0,的位对应低电平；,当,I/O,设置为,GPIO,输入模式,(Input,模式,),时，读取,GPxDAT,寄存器即取得,I/O,口线上的电平状态。,2024/10/2,18,端口上拉寄存器（,GPBUP-GPHUP,）,可以通过设置,GPxUP,寄存器使能或禁止,S3C2410,的,I/O,内部上拉电阻,当设为,0,时上拉电阻被使能，,2024/10/2,19,E,端口控制示例,2024/10/2,20,E,端口控制示例（续）,2024/10/2,21,配置举例（,GPIO,输出控制实验）,实验箱上,LED1,2,分别接,GPE11,，,12,脚；,控制,GPE11,和,12,脚的输出，让,LED,邓闪烁,5,次；,2024/10/2,22,参考程序,2024/10/2,23,2024/10/2,24,2.UART,介绍,UART,的功能与引脚,UART,数据通信字符格式,S3C2410 UART,功能框图与寄存器,UART,互联（,UART,之间以及与,RS232-C,）,UART,工作过程,2024/10/2,25,UART,的功能与引脚,UART,（,Universal Asynchronous Receiver and Transmitter,）：通用异步串行通信接口的总称，,UART,允许在串行链路上进行全双工的通信，输出,/,输入的电平为,TTL,电平；,一般来说，全双工,UART,定义了一个串行发送引脚,(TXD),和一个串行接收引脚,(RXD),，可以在同一时刻发送和接收数据；,引脚名称,类型,描述,RxD0,输入,串行输入，接收数据,TxD0,输出,串行输出，发送数据,2024/10/2,26,UART,数据通信字符格式,开始前，线路处于空闲状态，连续多个“,1”,；,开始时，先发一个“,0”,作为起始位；,然后是二进制数据和奇偶校验位（可选）；,最后是一个及一个以上的“,1”,作为停止位；,2024/10/2,27,S3C2410 UART,功能框图,2024/10/2,28,S3C2410 UART,寄存器,线路控制寄存器,ULCONn,；,控制寄存器,UCONn,:,决定,UART,的各种模式；,FIFO,控制寄存器,UFCONn,:,用于收发缓冲寄存器管理；,MODEM,控制寄存器,UMCONn,:,设置流控方式；,状态寄存器,UTRSTATn,:,反映收发缓冲寄存器状态；,发送寄存器,UTXHn,:,存放发送数据；,接受寄存器,URXHn,:,存放接收数据；,波特因子寄存器,UBRDIVn,:,设置波特率,2024/10/2,29,UART,之间互联,与其他同类型的通信设备之间可以直接互联（如在两个,S3C2410A,之间）；,2024/10/2,30,RS232-C,简介,RS232C,是美国电子工业协会,(EIA),制定的串行通讯标准,;,RS232,是一个全双工的通讯标准，它可以同时进行数据接收和发送的工作,;,RS232,标准包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，即,RXD,、,TXD,、,GND,信号；,2024/10/2,31,UART,与,RS232-C,互联,RS232,标准采用负逻辑方式，标准逻辑“,1”,对应,5V,15V,电平，标准逻辑“,0”,对应,+5V,+15V,电平；,UART,的,TTL,电平需要进行,RS232,电平转换后，才能与,RS232,接口连接并通讯，可以使用,SP3232E,等芯片进行电平转换；,2024/10/2,32,UART,工作过程,串口初始化,首先要设置相应,I/O,为,TXD0,、,RXD0,功能引脚,；,然后通过,ULCON0,寄存器来设置,串口数据格式,；,然后通过,UCON0,寄存器来设置,串口工作模式,；,最后通过,UBRDIV0,来设置通讯,波特率,；,2024/10/2,33,串口收发数据,发送：,将待发送数据写入,UTXH0,寄存器，然后通过读取,UTRSTAT0,寄存器的值判断数据是否发送完成；,接收：,通过读取,UTRSTAT0,寄存器的值判断是否接收到数据，如果接收到数据，则可以从,URXH0,寄存器中读出数据。,2024/10/2,34,代码示例：初始化,UART_Init,2024/10/2,35,代码示例：发送字符和字符串,2024/10/2,36,2.,实时时钟,RTC,RTC,的功能,RTC,的框图,RTC,的使用,2024/10/2,37,S3C2410 RTC,的功能,S3C2410,具有实时时钟,(RTC),功能，能够提供年、月、日、时、分、秒，的计时功能，还具备定时报警功能；,RTC,单元采用独立的后备电池供电，独立的时钟源,(,采用,32.768KHz,晶振,),，即使系统电源关闭，,RTC,还可以正常工作；,RTC,单元能够对闰年的年、月、日进行自动处理，时间数据采用,BCD,编码；,2024/10/2,38,S3C2410,RTC,内部框图,2024/10/2,39,RTC,内部寄存器,实时时钟控制寄存器,TRCCON,;,告警控制寄存器,RTCALM;,实时时钟计数器,TICNT;,告警时间寄存器,ALMYEAR,ALMSEC;,实时时钟寄存器,BCDYEAR,ALMSEC;,2024/10/2,40,RTC,的使用：初始化（设置时钟）,首先写入,0 x01,到,RTCCON,寄存器，使能,RTC,接口,(,即允许写,RTC,操作,),；,然后对年寄存器,BCDYEAR,、月寄存器,BCDMON,、日寄存器,BCDDATE,、时寄存器,BCDHOUR,、分寄存器,BCDMIN,、秒寄存器,BCDSEC,、星期寄存器,BCDDAY,进行初始化，时间值为,BCD,格式；,最后写,0 x00,到,RTCCON,寄存器，禁能,RTC,接口,(,即禁止写,RTC,操作,),；,2024/10/2,41,RTCCON,寄存器说明,2024/10/2,42,代码示例：,RTC,初始化,2024/10/2,43,2024/10/2,44,想一想,GPIO,的主要用途,UART,串口通信的数据格式,RTC,的作用,2024/10/2,45,本讲小结,GPIO,的用法与配置,UART,串口通信,RTC,2024/10/2,46,本讲课后思考题,GPIO,实验原理预习，给出电子档预习报告,UART,实验原理预习，给出电子档预习报告,RTC,实验原理预习，给出电子档预习报告,2024/10/2,47,