"串行IO接口设计实验：UART通信与中断控制"

串行IO接口程序设计主要涉及UART串行通信协议的掌握、UART串行通信接口的设计、中断控制方式的串行IO接口设计原理的掌握，以及中断程序设计方法的掌握。本次实验的任务要求使用UART IP核，在Nexys4或Nexys4 DDR实验板上实现UART接口的通信。具体要求是当拨动开关时，将开关对应的值通过UART1发送到UART2，并利用LED灯指示UART2接收到的当前开关的值；当按下按键时，将按键对应的值通过UART2发送到UART1，并利用数码管指示UART1接收到的当前按下的按键位置码（C、U、d、L、r）。UART波特率为9600bps。 实验的目的是为了掌握UART串行通信协议、UART串行通信接口设计、中断控制方式的串行IO接口设计原理和中断程序设计方法。 实验环境要求为Windows 10操作系统，嵌入式软件开发平台为Vivado 2018.1，硬件平台为Xilinx Nexys4开发板。 设计方案包括以下几个步骤： 第一步是回顾UART串行通信协议。UART是一种通用异步串行通信总线，可以实现点对点的通信。它通过将数据分为一个个的字节进行传输，每个字节由起始位、数据位、校验位和停止位组成。 第二步是掌握UART串行通信接口的设计。UART通信有发送和接收两个方向，需要设计发送和接收的硬件电路。在本实验中，需要使用Nexys4或Nexys4 DDR实验板上的UART1和UART2接口进行通信。拨动开关对应的值通过UART1发送到UART2，按键对应的值通过UART2发送到UART1。 第三步是掌握中断控制方式的串行IO接口设计原理。中断是一种硬件或软件事件发生时中断正常程序执行的机制。在串行IO接口设计中，中断可以用来处理接收数据和发送数据的事件。通过合理设计中断控制方式，可以实现及时处理串行IO通信的数据。 第四步是掌握中断程序设计方法。中断程序是为了响应中断事件而执行的程序。在设计串行IO接口的中断程序时，需要根据具体的需求编写相应的中断服务子程序，来处理接收数据和发送数据的事件。 综上所述，串行IO接口程序设计通过实现UART串行通信协议、UART串行通信接口设计、中断控制方式的串行IO接口设计原理和中断程序设计方法，实现了Nexys4或Nexys4 DDR实验板上UART接口的通信需求，并达到了实验的目的。本次实验所用的环境为Windows 10操作系统，嵌入式软件开发平台为Vivado 2018.1，硬件平台为Xilinx Nexys4开发板。设计方案包括回顾UART串行通信协议、UART串行通信接口的设计、中断控制方式的串行IO接口设计原理和中断程序设计方法。