基于PSoC的車用單片機試驗裝置設計

　　1.3 UART通信和相應數據的顯示

　　通過UART (Universal Asynchronous Receiver／Transmitter)可實現串行通信中的異步數據傳輸，它是一個全雙工異步收發器，采用RS232通信協議，可通過兩根電纜同時接收和發送數據。PSoC中的UART用戶模塊是PSoC數字模塊，該模塊接收和發送的字符為一個數據，數據包括4部分：起始位、數據位、奇偶校驗位、停止位。另外，UART數據模塊也支持可編程時鐘、發送和接收中斷以及輪詢操作。UART數字模塊也可提供應用程序接口(API)程序，以給編程帶來方便。它可由一個串行接收器和一個串行發送器組成，分別為RX UART和TX UART。

　　(1)通用異步接收器RX-UART

　　異步接收器需要有關通信類型的數字PSoC模塊，它有自己的RX緩沖區寄存器、RX移位寄存器以及RX控制寄存器。可以使用UART用戶模塊固件中的API程序來對RX控制寄存器進行初始化和配置。本裝置的RX初始化包括UART無奇偶校驗、滿足RX寄存器條件的中斷使能。

　　當檢測到RX輸入起始位到來時，RX模塊中的除8時鐘開始啟動，然后開始對輸人的數據位進行異步接收。而在下一個8位時鐘的上升沿到來時，輸入的數據將被接收并送到RX移位寄存器中。當在下一個時鐘的上升沿接收到停止位以后，RX控制寄存器中的RX寄存器滿的這一位被置位，同時接受中斷使能，并在中斷中記錄異步通信所接收到的值，然后在LCD中顯示。

　　(2)通用異步發送器TX-UART

　　異步發送器也需要一個通信類型的數字PSoC模塊。它有自己的TX緩沖區寄存器、TX移位寄存器以及TX控制寄存器。可以使用UART用戶模塊固件API程序來對TX控制寄存器進行初始化和配置。本裝置的TX初始化包括UART無奇偶校驗、RX寄存器不產生中斷(輪詢操作發送數據)。

　　當TX控制寄存器的使能位被置位時，TX模塊中的除8時鐘開始啟動，此時在鍵盤中將會得到一個數據。把此數據送往LCD顯示，再把此數據字節通過API函數寫入到TX緩沖區寄存器中，然后清除TX控制寄存器的TX緩沖區空狀態位，再在下一個時鐘的上升沿到來時將緩沖區的數據發送到移位寄存器，然后將TX控制寄存器的TXBuffer Empty狀態位置位，即可完成數據發送。

　　2 系統軟件設計

　　單片機系統初始化后，首先運行UART通信并顯示，然后由鍵盤中斷進行選擇。每次進入按鍵中斷便進行了一次選擇，以選擇所需要執行的另一個子程序。選擇完所有的子程序后系統又跳回UART通信子程序，如此循環。顯示程序便可把所執行的子程序所得到的結果，用串口通信方式輸出到LCD并以顯示相應的值。其軟件程序流程圖如圖2所示。

　　3 實驗

　　將p[0]3與示波器相連接，可以觀察示波器所顯示的波形和LCD中顯示的周期和占空比，然后調節電位計，即可觀察示波器和數碼管顯示是否保持一致。

　　把信號發生器與p[0]7和地線相連，并輸入一定頻率的方波，可以觀察信號發生器顯示的頻率值與LCD顯示的值，之后，可通過改變信號發生器的輸出頻率。來觀察兩個值的變化是否保持一致。

　　本實驗需要硬件MAX232和軟件程序“串口調試助手V2.1”的支持。利用MAX232芯片可將串口通訊總線信號轉換為單片機可以接收和發送的信號，從而使單片機與PC微機相連來實現串口通訊。在“串口調試助手V2.1”下邊的發送框中輸入任意數字或字符，然后選擇自動或手動發送，即可觀察LCD的接收區的顯示，然后調節裝置使其發送16進制數，最后就可以觀察軟件窗口上顯示區所顯示的數據。

　　4 結束語

　　多次實驗表明：本裝置中LCD的顯示值均與其它實驗設備的值相符，且誤差很小，響應時間很短，穩定性好，可靠性強且各項工作穩定，可以達到較高的精度要求和測量范圍。所以，基于PSoC教學裝置的開發具有較高的實用性和可靠性，而且體積小，經濟性較好，可在教學和實驗中實現一機多用，故可降低實驗成本。