在沒有引入UART之前,,由于沒有OS,我們寫程序燒到開發(fā)板內(nèi)執(zhí)行后,并不能在程序的運(yùn)行過程中打印一些提示信息告訴我們程序究竟運(yùn)行了如何或者提供接口讓用戶去控制程序的運(yùn)行路徑,,最后也只能通過物理現(xiàn)象去判斷程序是否執(zhí)行成功。
使用串口我們便可以實(shí)現(xiàn)開發(fā)板最基本的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,,實(shí)現(xiàn)同開發(fā)板的交互,,控制程序的運(yùn)行,并且在程序運(yùn)行中打印出一些信息進(jìn)行debug,。實(shí)際上bootloader和kernel的控制臺(tái)(nfs模式)都是通過uart實(shí)現(xiàn)的,。由此我們可以發(fā)現(xiàn)uart在實(shí)際開發(fā)中是非常重要的。
1. s3c2410串口基礎(chǔ)
S3C2410A UART詳細(xì)的規(guī)格說明請(qǐng)參考S3c2410的datasheet,。
1) S3C2410的uart默認(rèn)使用的系統(tǒng)時(shí)鐘是PCLK,。
這和計(jì)算uart的波特率有關(guān)。
2) UART的功能模塊及數(shù)據(jù)傳輸流程
每一個(gè)uart都包含一個(gè)波特率發(fā)生器(Baudrate Generator),發(fā)送器(Transmitter),,接收器(Receiver)以及一個(gè)控制邏輯(Control Unit),。
波特率發(fā)生器使用的時(shí)鐘可以為PCLK(默認(rèn))或者UEXTCLK(主要是為了達(dá)到更高的波特率,默認(rèn)使用PCLK最高為230.4k bps),。發(fā)送器和接受器分別包括一個(gè)16-byte的FIFO以及一個(gè)數(shù)據(jù)移位器(data shifter),。數(shù)據(jù)通過發(fā)送引腳(TxDn)和接收引腳(RxDn)進(jìn)行發(fā)送和接收。
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),,CPU通過內(nèi)部總線將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入Transmit buffer,,對(duì)程序員來講即將數(shù)據(jù)寫入Transmit Holding RegiSTer(若使用FIFO Mode也是寫入這個(gè)寄存器,硬件內(nèi)部會(huì)自動(dòng)判斷),。然后Transmitter按照Buad-rate Generator產(chǎn)生的波特率將Transmit Buffer內(nèi)的數(shù)據(jù)移入Transmit Shifter, 最后通過TXDn引腳發(fā)送出去,。
接收數(shù)據(jù)時(shí),接收引腳(RxDn)按一定波特率通過UART接口模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)接收進(jìn)來存放在Receive Shifter然后再移入Receive Buffer,。對(duì)程序員來講即通過Receive Holding Register讀取接收到的數(shù)據(jù)(類似發(fā)送,,不管是否使用FIFO Mode都是讀該寄存器獲取接收到的數(shù)據(jù))。
Transmit Holding Register和Receive Holding Register都是8 bit大小的寄存器,,即每次可讀寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),。
3) 波特率的計(jì)算
波特率時(shí)鐘主要是用來提供串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時(shí)所需要的時(shí)鐘信號(hào)。
計(jì)算方法為源時(shí)鐘(默認(rèn)為PCLK)除以16以及一個(gè)16位分頻因子(divisor),。分頻因子的值存儲(chǔ)在baudrate divisor register (UBRDIVn)內(nèi),,由用戶指定。
通常我們計(jì)算波特率的方法為根據(jù)想要的波特率反過來計(jì)算divisor, 然后將該值寫入Divisor Register(UBRDIVn)寄存器內(nèi),。公式如下:
UBRDIVn = (int)(PCLK/(bps x 16) ) -1
Bps為我們需要設(shè)置的波特率,,比如115200。
2. s3c2410串口實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)代碼很簡(jiǎn)單,,非常適合串口編程入門,。
內(nèi)容為:通過串口打印出一行信息提示用戶輸入一個(gè)字符。若用戶輸入’e’即退出程序,。若輸入其他字符則重復(fù)嘗試,。
下面具體分析:(部分內(nèi)容引用自《S3C2410完全開發(fā)流程》,這里感謝其作者的貢獻(xiàn))
UART的寄存器有11X3個(gè)(3個(gè)UART)之多,,我們選最簡(jiǎn)單的方法來進(jìn)行本實(shí)驗(yàn),用到的寄存器也有8個(gè),。不過初始化就用去了5個(gè)寄存器,,剩下的3個(gè)用于接收、發(fā)送數(shù)據(jù),。如此一來,,操作UART倒也不復(fù)雜。本板使用UART0:
1) 初始化:
a. 把使用到的引腳GPH2、GPH3定義為TXD0,、RXD0:
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
b.ULCON0 ( UART channel 0 line control register ):設(shè)為0x03
此值含義為:8個(gè)數(shù)據(jù)位,,1個(gè)停止位,無校驗(yàn),,正常操作模式,。
c.UCON0 (UART channel 0 control register ):設(shè)為0x05
除了位[3:0],其他位都使用默認(rèn)值,。位[3:0]=0b0101表示:發(fā)送,、接收都使用“中斷或查詢方式”--本實(shí)驗(yàn)使用查詢查詢方式。
d.UFCON0 (UART channel 0 FIFO control register ):設(shè)為0x00
每個(gè)UART內(nèi)部都有一個(gè)16字節(jié)的發(fā)送FIFO和接收FIFO,,但是本實(shí)驗(yàn)不使用FIFO,,設(shè)為默認(rèn)值0
e.UMCON0 (UART channel 0 Modem control register ):設(shè)為0x00
本實(shí)驗(yàn)不使用流控,設(shè)為默認(rèn)值0
f.UBRDIV0 ( R/W Baud rate divisior register 0 ):設(shè)為27
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
本實(shí)驗(yàn)使用PLL,,PCLK=50MHz,,設(shè)置波特率為115200,則由公式
UBRDIVn = (int)(PCLK / (bps x 16) ) -1
可以計(jì)算得UBRDIV0 = 27,,請(qǐng)使用S3C2410數(shù)據(jù)手冊(cè)第314頁(yè)的誤差公式驗(yàn)算一下此波特率是否在可容忍的誤差范圍之內(nèi),,如果不在,則需要更換另一個(gè)波特率(本實(shí)驗(yàn)使用的115200是符合的),。
2) 發(fā)送數(shù)據(jù):
a.UTRSTAT0 ( UART channel 0 Tx/Rx status register ):
位[2]:無數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí),,自動(dòng)設(shè)為1。當(dāng)我們要使用串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),,先讀此位以判斷是否有數(shù)據(jù)正在占用發(fā)送口,。
位[1]:發(fā)送FIFO是否為空,本實(shí)驗(yàn)未用此位
位[0]:接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù),,若有,,此位設(shè)為1。本實(shí)驗(yàn)中,,需要不斷查詢此位一判斷是否有數(shù)據(jù)已經(jīng)被接收,。
b.UTXH0 (UART channel 0 transmit buffer register ):
把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入此寄存器。
關(guān)鍵字:ARM9 硬件接口 UART
3) 接收數(shù)據(jù):
a.UTRSTAT0:如上描述,,我們用到位[0]
b.URXH0 (UART channel 0 receive buffer register ):
當(dāng)查詢到UTRSTAT0 位[0]=1時(shí),,讀此寄存器獲得串口接收到的數(shù)據(jù)。
4) 實(shí)驗(yàn)源代碼
/* main.c */
#include "uart.h"
#include "clock.h"
#include "watchdog.h"
int Main(void)
{
char key = ' ';
clock_init(),; //初始化時(shí)鐘
uart_init(),; //初始化串口
close_watchdog();
uart_send("uart communication success!\r\n"),;
while(1)
{
uart_send("If you want to quit ,please pess 'e'\r\n"),;
key = uart_get();
if (key == 'e')
{
uart_send ("you pressed 'e' and you'll quit!\r\n");
break;
}
else
{
uart_send("you pressed "),;
uart_send(&key),;
uart_send(",retry!\r\n");
}
}
uart_send("the program exited by user!\r\n"),;
return 0;
}
下面是串口相關(guān)部分源碼:
void uart_init(void)
{
ULCON0 = 0x03; //8N1
UCON0 = 0x005; //中斷或查詢方式
UFCON0 = 0x00; //不使用FIFO
UMCON0 = 0x00; //不使用流控
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
}
void uart_send(char * c)
{
for (,; *c != '\0'; c++)
{
while(!(UTRSTAT0 & TXD0READY)) ; //不斷查詢,,直到可以發(fā)送數(shù)據(jù)
UTXH0 = *c ; //發(fā)送數(shù)據(jù)
}
}
unsigned char uart_get(void)
{
while(?。║TRSTAT0 & RXD0READY)) ; //不斷查詢,直到接收到了數(shù)據(jù)
return URXH0; //返回接收到的數(shù)據(jù)