【ZYNQ Ultrascale+ MPSOC FPGA教程】第二十一章 PS端UART读写控制

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适用于板卡型号：

AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

vivado工程目录为“ps_hello/vivado”

vitis工程目录为“ps_uart/vitis”

软件工程师工作内容

以下为软件工程师负责内容。

在前面的实验中，大家或多或少会发现有打印信息的情况，主要是调用”xil_printf”或”printf”，但是通过什么打印信息呢？我们还记得打印信息之前设置了串口，是的，确实是串口，但这些函数是如何调用串口呢？其实我们可以在”xil_printf”函数定义中看到，注意outbyte函数就是调用UART打印的。

再进入outbye的函数，即可看到调用了PS端UART的函数，得以在串口中显示。

除了打印信息之外，如果我们想用UART进行数据传输呢？本章便来介绍PS端UART的读写控制，实验中，每隔1S向外发送一串字符，如果收到数据，产生中断，并将收到的数据再发送出去。

1.UART模块介绍

以下是UART模块的结构图，TxFIFO和RxFIFO都为64字节。

下图为UART的四种模式

可以用remote loopback mode测试物理电路是否正常，使用API函数XUartPs_SetOperMode

2. Vitis程序开发

1) 本实验流程如下：

主程序流程：

UART初始化设置UART模式设置数据格式设置中断发送UART数据检查是否收到数据如果收到，发送收到的数据，如果没有，等待1秒钟，继续发数据

中断程序流程：

中断初始化设置接收FIFO trigger中断寄存器，设置为1，即收到一个数据就中断打开接收trigger中断REMPTY及接收FIFO空中断RTRIG

中断服务程序：

判断状态寄存器是trigger还是empty清除相应中断trigger状态读取RxFIFO数据，empty状态将接收标志ReceivedFlag置1

2) 在main函数中进行模式的设置，可以直接调用函数，设置为正常模式，数据格式设置为波特率115200，数据8bit，无校验位，1bit停止位。UartFormat定义在uart_parameter.h中。

3) 中断控制器程序初始化可参考按键中断方式，用法类似。

4) 在main函数中将trigger level设置为1，打开trigger和empty中断。

5) 数据的发送和接收函数参考了UARTPS的XUartPs_Send和XUartPs_Rev函数，但它们会打开某些中断，不符合预期，因此做了修改。

在接收缓存中设置了最大2000字节的缓冲，可以根据需要修改。

6) 在中断服务程序中，将ReceivedBufferPtr指针地址和ReceivedByteNum加上接收到的个数，如果FIFO空了，将ReceivedFlag置为1。同时向中断状态寄存器写数据，清除中断。

Ug1085 UART清除中断

7) 在main函数中，将ReceivedFlag和ReceivedByteNum清零，ReceivedBufferPtr指针复位。

8) Uart发送函数中，判断TxFIFO是否满，否则继续发送，直到计数达到NumBytes

9) Uart接收函数中，判断接收RxFIFO是否为空，否则继续读数据，NumBytes为需要读取的数据个数，但如果接收的FIFO空了，计数没有达到这个值，也会结束此函数。

10) 除了自己写程序外，还可以从system.mss中导入模块的例子，参考Xilinx提供的程序，方便学习。

3. 板上验证

1) 接下来下载程序

2) 打开工程目录下的串口调试工具

3) 设置好参数如下，打开串口，即可看到打印信息。

4) 在发送区填入数据，点击手动发送，即可看到接收区的数据。

4. 总结

本章学习了UART的发送与接收，以及中断的使用，希望大家能养成良好的习惯，多看文档，理解原理，能对系统的认识有很大提高。