UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) — это аппаратный модуль, который позволяет передавать и принимать данные асинхронно между микроконтроллером и другими устройствами. В данной статье мы рассмотрим, как использовать модуль UART в Keil C51 для передачи данных.
Прежде чем начать, давайте разберемся, что такое Keil C51. Keil C51 — это интегрированная среда разработки (IDE) и компилятор для микроконтроллеров на основе ядра 8051. Она предоставляет все необходимые средства для разработки программного обеспечения и загрузки его на микроконтроллер.
Передача данных по UART в Keil C51 осуществляется с использованием специальных функций и настроек. Сначала необходимо настроить UART-порт микроконтроллера, установив нужные параметры, такие как скорость передачи данных, биты данных, контроль четности и т.д.
Затем можно использовать функции библиотеки Keil C51 для передачи данных. Например, функция uart_send_byte() позволяет передать один байт данных по UART, а функция uart_send_string() позволяет передать строку данных.
Подготовка к работе
Прежде чем приступить к передаче данных по UART в Keil C51, необходимо выполнить ряд подготовительных шагов.
- Подключение аппаратной части: Убедитесь, что микроконтроллер, на котором будет исполняться код, имеет встроенный модуль UART или используется дополнительный модуль UART.
- Подключение периферийных устройств: Если необходимо передавать данные на внешние устройства, такие как дисплей или сенсорный экран, убедитесь, что они правильно подключены к микроконтроллеру и готовы к работе.
- Настройка UART: Определите настройки UART, такие как скорость передачи данных (бит в секунду), биты данных, биты проверки, стоп-биты и другие параметры в соответствии с требованиями вашего проекта. Обычно эти настройки выполняются через соответствующие регистры контроллера.
- Инициализация UART: В начале программы инициализируйте модуль UART, устанавливая требуемые настройки, открывая порт и включая прерывания, если нужно.
После выполнения этих подготовительных шагов ваш контроллер будет готов к передаче данных по UART.
Подключение UART модуля
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) — это аппаратный модуль, который позволяет передавать и принимать данные в формате последовательного асинхронного интерфейса. Данный модуль широко используется во многих микроконтроллерах, включая Keil C51.
Для подключения UART модуля на микроконтроллере Keil C51 необходимо выполнить следующие шаги:
- Определить пины, которые будут использоваться для подключения UART модуля. В микроконтроллере Keil C51 обычно есть специальные пины, предназначенные для UART коммуникации.
- Подключить выбранные пины к соответствующим контактам UART модуля. Для этого можно использовать провода или плату контактов.
- Настроить работу UART модуля в программе на языке C. Для этого необходимо использовать соответствующие регистры и функции, предоставляемые Keil C51.
- Настроить параметры передачи данных через UART модуль, такие как скорость передачи (бодрейт), биты данных, контроль четности и стоп-биты.
- Использовать функции для передачи и приема данных через UART модуль. Например, для передачи данных можно использовать функцию
UART_SEND, а для приема данных — функциюUART_RECEIVE.
Подключение UART модуля в Keil C51 позволяет легко и надежно передавать данные между микроконтроллером и другими устройствами. Это особенно полезно при разработке проектов, связанных с коммуникацией и обработкой информации.
Настройка UART модуля
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) — это аппаратный модуль, предназначенный для передачи и приема данных по последовательному интерфейсу. Для настройки UART модуля в Keil C51 необходимо выполнить следующие шаги:
- Подключите аппаратный модуль UART к контроллеру.
- Включите и настройте UART модуль в режиме передачи и приема данных.
- Настройте параметры передачи данных, такие как скорость передачи (baud rate), формат кадра, биты данных и т.д.
Для подключения аппаратного модуля UART к контроллеру необходимо привязать соответствующие выводы контроллера к пинам модуля UART. Это можно сделать с помощью специальных функций, предоставляемых библиотекой контроллера.
Включение и настройка UART модуля может быть выполнена с использованием специальных регистров и битовых полей, доступных через библиотеку контроллера. Например, для включения UART модуля можно использовать следующую инструкцию:
UART_ENABLE = 1; // Включение UART модуля
После включения UART модуля необходимо настроить параметры передачи данных. Для этого можно использовать специальные регистры и битовые поля, доступные через библиотеку контроллера. Например, для установки скорости передачи данных 9600 бит/сек можно использовать следующие инструкции:
UART_BAUD_RATE = 9600; // Установка скорости передачи данных
UART_FORMAT = UART_8BIT_FORMAT; // Установка формата кадра (8 бит данных)
После настройки параметров передачи данных UART модуль готов к передаче и приему данных по последовательному интерфейсу. Для передачи данных необходимо записать данные в специальный регистр UART_TX, а для приема данных — считать данные из специального регистра UART_RX.
Обычно данные передаются и принимаются по UART модулю с использованием прерываний. Для этого необходимо настроить соответствующие прерывания и обработчики прерываний через библиотеку контроллера.
Таким образом, настройка UART модуля в Keil C51 состоит из нескольких этапов: подключение аппаратного модуля, включение и настройка модуля в режиме передачи и приема данных, установка параметров передачи данных и настройка прерываний.
Отправка данных
Для отправки данных по UART в Keil C51 необходимо прежде всего настроить соответствующий порт. В данном случае будет рассмотрен пример настройки UART1 на скорость 9600 бит/с с включенным прерыванием передачи данных.
Пример приведен для микроконтроллера STM32:
- Включите тактирование UART1 и GPIOA:
- Настройте пины PA9 (TX) и PA10 (RX) как альтернативную функцию:
- Настройте параметры UART:
- Добавьте обработчик прерывания:
| Название регистра | Значение |
|---|---|
| RCC->APB2ENR | |= RCC_APB2ENR_USART1EN_Msk; |
| RCC->APB2ENR | |= RCC_APB2ENR_IOPAEN_Msk; |
| Название регистра | Значение |
|---|---|
| GPIOA->CRH | |= (GPIO_CRH_MODE9_1 | GPIO_CRH_CNF10_1); |
| GPIOA->CRH | |= (GPIO_CRH_MODE10_0 | GPIO_CRH_CNF10_0); |
| Название регистра | Значение |
|---|---|
| USART1->BRR | = 0x341; |
| USART1->CR1 | |= (USART_CR1_TE_Msk | USART_CR1_RE_Msk | USART_CR1_UE_Msk); |
| USART1->CR1 | |= USART_CR1_TXEIE_Msk; |
| NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn) | ; |
| Название функции | Описание |
|---|---|
| void USART1_IRQHandler(void) | Директива #pragma __irq необходима для обозначения функции, как прерывания. Обработчик прерывания должен содержать проверку причины вызова прерывания и соответствующие действия в зависимости от этого. Если причина вызова прерывания — передача данных: 1. Передать отправляемый байт данных по UART: USART1->DR = byte; 2. Дождаться окончания отправки данных: while (!(USART1->SR & USART_SR_TC_Msk)) ; |
Приведенный пример позволяет отправлять данные по UART используя прерывание передачи данных. Необходимо обратить внимание на правильную настройку скорости передачи данных, а также прерываний и их обработчика.
Прием данных
Для приема данных по UART в Keil C51 необходимо выполнить следующие шаги:
- Настроить UART модуль для приема данных.
- Инициализировать буфер для приема данных.
- Настроить прерывания для обработки данных приемника.
- Реализовать обработчик прерывания для приема данных.
Шаг 1: Настройка UART модуля для приема данных.
Для настройки UART модуля для приема данных необходимо установить необходимые значения регистров. Для этого можно использовать следующие команды:
| Регистр | Значение |
|---|---|
| SCON | Установите бит SM0=0 и SM1=1 для настройки UART в режиме 8-битного приема. |
| TMOD | Установите биты T1M=0 и T1M1=1 для настройки UART в режиме 8-битного приема. |
| TH1 | Установите значение TH1 для установки скорости передачи данных. |
| TCON | Установите бит TR1=1 для начала работы UART модуля. |
Шаг 2: Инициализация буфера для приема данных.
Для приема данных необходимо установить буфер, в котором будут храниться принятые данные. Буфер может быть организован как массив, статическая переменная или динамический буфер. Размер буфера должен быть достаточным для хранения ожидаемых данных.
Шаг 3: Настройка прерываний для обработки данных приемника.
Для обработки принятых данных рекомендуется использовать прерывания. Для этого необходимо установить бит RIEN=1 в регистре IE для разрешения прерывания от UART приемника.
Шаг 4: Реализация обработчика прерывания для приема данных.
Обработчик прерывания для приема данных должен быть реализован в соответствии с требованиями вашего проекта. Внутри обработчика можно проверять значение флага RI, чтобы определить, были ли приняты новые данные. Если данные были приняты, их можно сохранить в буфере для дальнейшей обработки.
Примечание: Для более подробной информации о настройке UART модуля и реализации обработчика прерывания для приема данных рекомендуется обратиться к документации по вашему микроконтроллеру и компилятору Keil C51.
Обработка ошибок
В процессе передачи данных по UART возможны различные ошибки, которые необходимо обрабатывать для корректной работы системы. Рассмотрим основные типы ошибок и способы их обработки:
- Ошибка переполнения буфера: Если передать больше данных, чем может вместить буфер, то произойдет переполнение буфера. Для обработки этой ошибки можно использовать следующий подход:
— Установить флаг переполнения буфера при передаче данных по UART.
— В основном цикле программы проверять флаг переполнения и принимать соответствующие меры, например, остановить передачу данных и очистить буфер.
- Ошибка потери данных: Если приемник не успеет прочитать данные из буфера, то произойдет потеря данных. Для обработки этой ошибки можно использовать следующий подход:
— Установить флаг потери данных при передаче данных по UART.
— В основном цикле программы проверять флаг потери данных и принимать соответствующие меры, например, перезапустить передачу данных.
- Ошибка фрейма: Неправильное начало и/или конец фрейма может привести к ошибке фрейма. Для обработки этой ошибки можно использовать следующий подход:
— При получении данных по UART проверять правильность начала и/или конца фрейма.
— Если обнаружена ошибка фрейма, принять соответствующие меры, например, игнорировать полученные данные или отправить запрос на повторную передачу.
- Ошибка четности: Неправильная четность может привести к ошибке четности. Для обработки этой ошибки можно использовать следующий подход:
— Включить проверку четности при передаче и приеме данных по UART.
— Если обнаружена ошибка четности, принять соответствующие меры, например, отправить запрос на повторную передачу.
Это лишь некоторые примеры ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных по UART. При разработке системы необходимо учитывать все возможные ошибки и предусмотреть механизм их обработки для обеспечения надежности и корректной работы системы.