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ZYNQ进阶之路14--PS端uart串口接收不定长数据

  • 导语
  • ZYNQ串口简介
  • 实现步骤

导语

繁忙的博主又来了，本节我们实现一个比较简单的东西：串口。之前的章节中我们也有使用PS端的串口进行收发数据，但是都是接收固定长度的数据包，在实际的项目工程中是很不方便和不实用的。本章节我们来详细讲解ZYNQ中PS端串口接收的机制和实现接收不定长数据的原理。
本章节对应工程源码: ZYNQ进阶之路14工程 对应软件版本vivado2018.3

ZYNQ串口简介

ZYNQ PS端有两个串口，uart0和uart1。两个串口基本一样，只要学会了其中一个串口的配置，另一个串口也就照搬程序了。串口的硬件框图大致如下图所示：

如上图所展示的，一个串口有两个FIFO，接收和发送各用一个，FIFO的缓存能大大的提高串口的工作效率，并且减少CPU的干预。两个FIFO的宽度都为8bit，深度为64字节。当串口发送数据时，CPU/DMA通过总线将需要发送的数据写入TxFIFO中，硬件检测到FIFO中有数据或者数据到达一定数量就会往外发送数据直到TxFIFO为空。当串口接收数据时，硬件将数据缓存如RxFIFO中，当软件检测到RxFIFO有数据时，CPU/DMA就通过总线去读取RxFIFO直到RxFIFO为空。对于串口发送，我们一个字节一个字节发送便可，已经足够我们日常使用。本节我们主要讲解串口接收的原理，本节中我们使用两种中断实现串口接收不定长数据，第一种为RxFIFO阈值触发中断：这种中断首先是要给FIFO设置一个阈值，当RxFIFO中有效数据量大于等于阈值时，产生中断；第二种是接收数据超时（timeout）中断，使用过STM32的同学可能比较熟悉STM32中有一个串口的空闲中断，这里的接收数据超时中断和这个类似，如果在设定时间周期内没有接收到串口数据则产生超时中断。
同时使能以上两种中断便可以实现任意长度的串口数据接收了，接下来我们来看一下具体是如何实现的吧！

实现步骤

首先我们创建一个新的ZYNQ工程，具体工程创建流程参照 ZYNQ进阶之路5中的工程创建流程。工程创建后如下所示：

然后导入到SDK中，创建helloworld工程，输入如下代码实现本节功能：


上图中红框1为串口中断服务函数，
红框2读取中断类型
红框3中是读取FIFO数据代码，500为设置的读取数据长度，该值无论设置多大都无所谓，因为读取到FIFO为空后就不会再读数据了，而返回数值为实际读取到的数据数量。所以这里我们设置为500也是可以的。
红框4中为数据发送程序，将接收到的数据全部发送出去，并且只有接收到最后一个数据后发生超时中断才会触发数据发送。
红框5为串口初始化函数
红框6为设置超时中断的超时时间，超时时间=16个波特率时钟周期。其计算公式为：超时时间=n*4个波特率周期，本程序中n=4.
然后编译程序后，下载但芯片中，便可实现不定长数据接收了，其实际运行效果如下所示：

一次发送130个字节，发送一段时间后也不会出现丢数据的状况，还是相当稳定可靠的！好了本节内容就到此为止了，在下一节的内容中我们将讲解在ZYNQ中通过AXI stream接口+AXI DMA实现PS和PL的高速数据传输，有兴趣的博友可以持续关注本博主哦！博主邮箱：wanpengwork@163 博主微信技术公众号：鹏哥DIY。

本文标签： 进阶定长之路串口数据

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