基于CPLD的異步串行通訊控制器的研究與設計
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串行通信實際上就是兩臺電子設備之間一位一位地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，它分為同步通信和異步通信兩類。異步串行通信無需數(shù)據(jù)時鐘、幀同步時鐘等時鐘信號，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收是自同步的，完全依靠收發(fā)雙方約定的傳輸波特率和數(shù)據(jù)線自身的電平變化來正確地收發(fā)數(shù)據(jù)位流，而且又因為它連線簡單，可以直接與PC機等帶異步串口的設備相連，同時它又采用RS 232電平，傳輸?shù)木嚯x要比同步通信的長。正因為有上述的優(yōu)點，異步串行通信被廣泛應用在要進行遠距離遙測遙控的航天電子工程中。
但是，一般的處理器芯片都帶有同步串行接口，只有少數(shù)韻處理器，如TMS320F2XX、TMS320F24XX帶有速度相對較低的異步串口。為了實現(xiàn)那些沒有帶有異步串行接口的處理器能夠與其他設備進行異步串行通信，可以采用復雜可編程邏輯器件CPLD技術(shù)，并結(jié)合異步串行通信的協(xié)議，對異步串行通信接口電路進行設計與實現(xiàn)，該方法開發(fā)周期短，并且CPLD的時序嚴格，速度較快，可編程性好，還可以用于完成電子系統(tǒng)的其他邏輯功能的設計，如實現(xiàn)系統(tǒng)的譯碼和專門的緩沖電路。這樣一塊電路板上的外圍元器件數(shù)量就大大減少，系統(tǒng)的靈活性更好，調(diào)試也變得簡單的多了，同時，系統(tǒng)的功能模塊完成后可以先通過計算機進行仿真，再實際投入使用，降低了使用風險性。
2異步串行通信的原理
異步串行通信方式是把一個字符看作一個獨立的信息單元，并且字符出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中的相對時間是任意的，而每一個字符中的各位是以固定的時間傳送。因此這種方式在同一字符內(nèi)部是同步的，而字符間是異步的。
異步通信的主要特點是字符幀的傳輸格式，這樣就使得發(fā)送方可以在字符之間可根據(jù)實際的需要插入不同的時間問隔，即每一個字符的發(fā)送是隨機的。異步串行通信是以數(shù)據(jù)幀的格式傳送的，1個字符開始傳輸前，輸出線必須在邏輯上處于‘1’狀態(tài)，這稱為標識態(tài)。傳輸一開始，輸出線由標識態(tài)變?yōu)椤?’狀態(tài)，從而作為起始位。起始位后面為5～8個信息位，信息位由低到高排列，即第1位為字符的最低位，在同一傳輸系統(tǒng)中，信息位的數(shù)目是固定的。信息位后面為校驗位，校驗位可以按奇校驗設置，也可以按偶校驗設置，不過，校驗位也可以不設置。最后的數(shù)位為‘1’，它作為停止位，停止位可為1位、1.5位或者2位。如果傳輸完1個字符以后，立即傳輸下一個字符，那么，后一個字符的起始位便緊挨著前一個字符的停止位了，否則，輸出線又會立即進入標識態(tài)，即邏輯上處于‘1’。圖1是兩個字節(jié)0XA0和0X67被傳輸?shù)膸母袷健?br />
在通信中發(fā)送方和接收方之間允許沒有共同的時鐘，所以在異步通信中，收發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設置起始位和停止位的辦法。每一個字符傳輸前，信號線上始終為高電平，一旦開始傳送就要先傳送一個低電平的起始位，這樣接收方就開始接收數(shù)據(jù)，從而與發(fā)送方保持同步(格式上的同步)。通信雙方可按使用需要隨時改變通信協(xié)議，即改變數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位長度和數(shù)據(jù)傳輸率。
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