ZYNQ基本使用（1） PS的UART基本使用

目录

PS_UART

UART控制器简介

UART的MIO和EMIO管脚信号

设计指导

UART启动顺序

配置控制器功能

发送数据

接收数据

RXFIFO触发等级中断

寄存器概述

硬件系统

软件系统

基本使用

参考

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PS_UART

UART控制器简介

UG585 – ch.19: UART Controller

ZYNQ的PS端有两个全双工异步串口收发器，支持广泛的可编程的波特率和I/O信号格式。

UART受配置寄存器和模式寄存器控制。独立的收发路径各自有一个64KB的FIFO，和一个模式开关支持配置回环。

UART0和UART1支持同样的特性。

模块示意图

 

UART的MIO和EMIO管脚信号

 

设计指导

UART启动顺序

1. 复位控制器；
2. 配置I/O信号路由。Rx/Tx可使用MIO/EMIO。调制解调控制信号仅在EMIO接口可用；
3. 配置UART参考时钟UART_Ref_Clk；
4. 配置控制器功能；
5. 配置中断；中断用于管理Tx/Rx FIFOs在所有模式下。
6. 配置调制解调控制（可选）；轮询和中断驱动选项。
7. 管理收发数据。支持轮询Polling和中断Interrupt方式驱动。

配置控制器功能

这些示例配置字符帧、波特率、FIFO触发等级、RX超时机制和控制器使能。

所有的这些步骤必须的复位后完成，但在使能和关闭控制器之间不必要。

1. 配置UART字符帧。
2. 配置波特率。
3. 设置RxFIFO出发等级。
4. 使能控制器。
5. 配置接收器超时机制。

发送数据

软件可以使用轮询polling或中断interrupt控制TxFIFO和RxFIFO数据流。

使用轮询polling方式

1. 检查TxFIFO是否空；
2. 写数据到TxFIFO；写64B数据
3. 写更多数据。
   1. 检查TxFIFO是否有空间写下个B数据。
   2. 检查TxFIFO是否空。

 

使用中断interrupt方式

1. 无效TxFIFO空中断。
2. 写数据到TxFIFO；写64B数据；
3. 检查TxFIFO是否有空间写下一个B数据；
4. 重复步骤2和3；
5. 使能中断；
6. 等待直到TxFIFO为空。

接收数据

使用轮询方式

1. 等待，直到RxFIFO被填充到触发数量级；
2. 读RxFIFO数据。
3. 重复步骤2直到FIFO空；
4. 清除标志，如果Rx超时中断被触发。

使用中断方式

1. 使能中断；
2. 等待，直到RxFIFO被填充到触发数量级或Rx超时；；
3. 读RxFIFO数据；
4. 重复步骤2和3直到FIFO空；
5. 清除标志，如果Rx超时中断被触发。

RXFIFO触发等级中断

设置RxFIFO触发等级和使能中断

1. 配置触发等级；
2. 使能RTIRG中断；
3. 无效RTIRG中断；
4. 清除RTRIG中断标志。

寄存器概述

以上图文来源ug585 ch19

 

硬件系统

还是使用PS最小系统，仅使用UART1

 

软件系统

基本使用

在BSP界面选择导入示例工程

选择hello_world_example和selftest_example导入

在Explorer窗口可以看到导入的项目，以及代码主循环

两个工程可以直接编译运行，自测试和打印输出。

从两个示例工程代码可以看到四个主要基本函数，初始化、自测试和发送。

打开xuartps.h可以看到Vitis提供的函数

示例工程中使用的函数都在这里声明。

建立新的项目，添加几个.c和.h 文件。

代码如下

/*
 * uart_main.c
 *
 *  Created on: 2020/2/20
 *      Author: liny
 */

/***************************** Include Files *********************************/
#include "uart_ps.h"

/************************** Variable Definitions *****************************/
XUartPs Uart_Ps;		/* The instance of the UART Driver */


/*****************************************************************************\
* Main function to call the Hello World example.
* @param	None
* @return
*		- XST_FAILURE if the Test Failed .
*		- A non-negative number indicating the number of characters
*		  sent.
* @note		None
\*****************************************************************************/
int main(void)
{
	u8 SendBuf[] = "Hello World!\n";
	u8 RecvBuf[255] ;
	int Status ;
	u32 RecvCount =0;

	/* PS UART1 Initialization */
	Status = Uart_Init(&Uart_Ps, UART1_PS_DEVICE_ID);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		xil_printf("Uart PS initialization failed!%d\n",1);
		return XST_FAILURE;
	}
	else{
		xil_printf("Uart PS initialization completed!\r\n");
	}
	xil_printf("length : %d \n", (sizeof(SendBuf) ));

	/* forever transmit */
	while(1){
		sleep(1);
		//Status = Uart_Send(&Uart_Ps, SendBuf, (sizeof(SendBuf)));
		//xil_printf("SendCount : %d \n", Status );
		RecvCount = Uart_Recv(&Uart_Ps, RecvBuf, 16);
		Status = Uart_Send(&Uart_Ps, RecvBuf, RecvCount);
	}

	/* Never */
	return Status;
}

/*
 * uart.c
 *
 *  Created on: 2020/02/20
 *      Author: liny
 */

#include "uart_ps.h"

/************************** Function Definition ******************************/
/*************************** Device Initialize *******************************/
int Uart_Init(XUartPs* Uart_Ps, u16 DeviceId){
	int Status;
	XUartPs_Config *Config;

	/*
	 * Initialize the UART driver so that it's ready to use
	 * Look up the configuration in the config table,
	 * then initialize it.
	 */
	Config = XUartPs_LookupConfig(DeviceId);
	if (NULL == Config) {
		return XST_FAILURE;
	}

	Status = XUartPs_CfgInitialize(Uart_Ps, Config, Config->BaseAddress);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}

	/* Perform a self-test to check hardware build. */
	Status = XUartPs_SelfTest(Uart_Ps);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}

	/* Set BaudRate */
	XUartPs_SetBaudRate(Uart_Ps, 115200);

	return XST_SUCCESS;
}

/******************************* Date Send ***********************************/
int Uart_Send(XUartPs* Uart_Ps, u8 *sendbuf, int length){
	int SentCount = 0;

	//while (SentCount < length - 1) {
	while (SentCount < length ) {
		/* Transmit the data */
		SentCount += XUartPs_Send(Uart_Ps,
					   &sendbuf[SentCount], 1);
	}

	return SentCount;
}

/******************************* Date Recv ***********************************/
u32 Uart_Recv(XUartPs* Uart_Ps, u8 *recvbuf, u32 length){
	u32 RecvCount = 0;
	//u32 XUartPs_Recv(XUartPs *InstancePtr, u8 *BufferPtr, u32 NumBytes)
	RecvCount = XUartPs_Recv(Uart_Ps, recvbuf, length);

	return RecvCount;
}

/*
 * uart_ps.h
 *
 *  Created on: 2020/02/20
 *      Author: liny
 */

#ifndef SRC_UART_PS_H_
#define SRC_UART_PS_H_


/***************************** Include Files *********************************/
#include "xparameters.h"
#include "xuartps.h"
#include "xil_printf.h"
#include "sleep.h"


/**************************** Constant Define ********************************/
#define UART1_PS_DEVICE_ID XPAR_PS7_UART_1_DEVICE_ID
/************************** Function Prototypes ******************************/
int Uart_Init(XUartPs* Uart_Ps, u16 DeviceId);
int Uart_Send(XUartPs* Uart_Ps, u8 *sendbuf, int length);
u32 Uart_Recv();

#endif /* SRC_UART_PS_H_ */

 

Debug模式下运行，通过接收一定长度的数据,进行回发。

完成！

 

参考

UG585：Zynq-7000 SoC Technical Reference Manual