基于PSoC的车用单片机试验装置设计

1.3UART通信和相应数据的显示

　　通过UART(Universal Asynchronous Receiver／Transmitter)可实现串行通信中的异步数据传输，它是一个全双工异步收发器，采用RS232通信协议，可通过两根电缆同时接收和发送数据。PSoC中的UART用户模块是PSoC数字模块，该模块接收和发送的字符为一个数据，数据包括4部分：起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。另外，UART数据模块也支持可编程时钟、发送和接收中断以及轮询操作。UART数字模块也可提供应用程序接口(API)程序，以给编程带来方便。它可由一个串行接收器和一个串行发送器组成，分别为RX UART和TX UART。

　　(1)通用异步接收器RX-UART

　　异步接收器需要有关通信类型的数字PSoC模块，它有自己的RX缓冲区寄存器、RX移位寄存器以及RX控制寄存器。可以使用UART用户模块固件中的API程序来对RX控制寄存器进行初始化和配置。本装置的RX初始化包括UART无奇偶校验、满足RX寄存器条件的中断使能。

　　当检测到RX输入起始位到来时，RX模块中的除8时钟开始启动，然后开始对输人的数据位进行异步接收。而在下一个8位时钟的上升沿到来时，输入的数据将被接收并送到RX移位寄存器中。当在下一个时钟的上升沿接收到停止位以后，RX控制寄存器中的RX寄存器满的这一位被置位，同时接受中断使能，并在中断中记录异步通信所接收到的值，然后在LCD中显示。

　　(2)通用异步发送器TX-UART

　　异步发送器也需要一个通信类型的数字PSoC模块。它有自己的TX缓冲区寄存器、TX移位寄存器以及TX控制寄存器。可以使用UART用户模块固件API程序来对TX控制寄存器进行初始化和配置。本装置的TX初始化包括UART无奇偶校验、RX寄存器不产生中断(轮询操作发送数据)。

　　当TX控制寄存器的使能位被置位时，TX模块中的除8时钟开始启动，此时在键盘中将会得到一个数据。把此数据送往LCD显示，再把此数据字节通过API函数写入到TX缓冲区寄存器中，然后清除TX控制寄存器的TX缓冲区空状态位，再在下一个时钟的上升沿到来时将缓冲区的数据发送到移位寄存器，然后将TX控制寄存器的TXBuffer Empty状态位置位，即可完成数据发送。

2 系统软件设计

　　单片机系统初始化后，首先运行UART通信并显示，然后由键盘中断进行选择。每次进入按键中断便进行了一次选择，以选择所需要执行的另一个子程序。选择完所有的子程序后系统又跳回UART通信子程序，如此循环。显示程序便可把所执行的子程序所得到的结果，用串口通信方式输出到LCD并以显示相应的值。其软件程序流程图如图2所示。

3 实验

　　将p[0]3与示波器相连接，可以观察示波器所显示的波形和LCD中显示的周期和占空比，然后调节电位计，即可观察示波器和数码管显示是否保持一致。

　　把信号发生器与p[0]7和地线相连，并输入一定频率的方波，可以观察信号发生器显示的频率值与LCD显示的值，之后，可通过改变信号发生器的输出频率。来观察两个值的变化是否保持一致。

　　本实验需要硬件MAX232和软件程序“串口调试助手V2.1”的支持。利用MAX232芯片可将串口通讯总线信号转换为单片机可以接收和发送的信号，从而使单片机与PC微机相连来实现串口通讯。在“串口调试助手V2.1”下边的发送框中输入任意数字或字符，然后选择自动或手动发送，即可观察LCD的接收区的显示，然后调节装置使其发送16进制数，最后就可以观察软件窗口上显示区所显示的数据。

4 结束语

　　多次实验表明：本装置中LCD的显示值均与其它实验设备的值相符，且误差很小，响应时间很短，稳定性好，可靠性强且各项工作稳定，可以达到较高的精度要求和测量范围。所以，基于PSoC教学装置的开发具有较高的实用性和可靠性，而且体积小，经济性较好，可在教学和实验中实现一机多用，故可降低实验成本。