s3c2440硬件篇之七：UART
其實(shí)每個(gè)MCU的UART都差不多。設(shè)置好寄存器，往緩沖器寫數(shù)據(jù)即可完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，讀緩沖器數(shù)據(jù)就能接收到外來的數(shù)據(jù)。下文摘自韋大哥《嵌入式linux應(yīng)用開發(fā)完全手冊(cè)》
一、UART原理及UART部件使用方法
1、UART原理
通用異步收發(fā)器UART，用來傳輸串行數(shù)據(jù)：
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU將并行數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)ART，UART按照一定格式在TxD線上串行發(fā)出；
接收數(shù)據(jù)時(shí)，UART檢測(cè)到RxD線上的信號(hào)，將串行收集放到緩沖區(qū)中，CPU即可讀取UART獲得的這些數(shù)據(jù)。
UART最精簡(jiǎn)的連線只有3根電線，TxD用于發(fā)送，RxD用于接收，Gnd用于提供參考電平。TxD和RxD數(shù)據(jù)線以“位”為最小傳輸單位。
幀由具有完整意義的若干位組成，它包含開始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位；發(fā)送數(shù)據(jù)之前，UART之間要約定好數(shù)據(jù)傳輸速率（波特率的倒數(shù)）、數(shù)據(jù)的傳輸格式（多少個(gè)數(shù)據(jù)位、是否使用校驗(yàn)位、奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)、多少個(gè)停止位）。
數(shù)據(jù)傳輸流程如下：
1）通常數(shù)據(jù)線處于空閑狀態(tài)（1狀態(tài)）
2）當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，UART改變TxD數(shù)據(jù)線的狀態(tài)（0狀態(tài)）并維持1位的時(shí)間，接收方檢測(cè)到開始位后，再等待1.5位的時(shí)間開始一位一位地檢測(cè)數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
3）UART一幀中可能有5-8位的數(shù)據(jù)，發(fā)送方一位一位地改變數(shù)據(jù)線的狀態(tài)將它們發(fā)出去，首先發(fā)送最低位
4）如果使用校驗(yàn)功能，UART發(fā)送完數(shù)據(jù)后，還要發(fā)送1個(gè)校驗(yàn)位。使用奇校驗(yàn)或者偶校驗(yàn)，即統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)位連同校驗(yàn)位中，1的總數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)
5）最后，發(fā)送停止位，數(shù)據(jù)線恢復(fù)到空閑狀態(tài)（1狀態(tài)），停止位長(zhǎng)度有3種，1位、1.5位、2位
2、S3C2440 UART的特性
S3C2440的UART有3個(gè)獨(dú)立通道，每個(gè)通道可以工作于中斷模式或DMA模式，UART由波特率發(fā)生器、發(fā)送器、接收器、控制邏輯組成。
S3C2440 UART的FIFO深度為64，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU先將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送FIFO中，然后UART會(huì)自動(dòng)將FIFO中的數(shù)據(jù)復(fù)制到“發(fā)送移位器”中，發(fā)送移位器將數(shù)據(jù)一位一位發(fā)送到TxDn數(shù)據(jù)線上。接收數(shù)據(jù)時(shí)，“接收移位器”將RxDn數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)一位一位地接收進(jìn)來，然后復(fù)制到接收FIFO中，CPU即可從中讀取數(shù)據(jù)。
3、S3C2440 UART的使用
對(duì)于S3C2440，使用UART之前，需要設(shè)置波特率、傳輸格式（多少個(gè)數(shù)據(jù)位、是否使用校驗(yàn)位、奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)、多少個(gè)停止位、是否使用流量控制）、選擇所涉及的管腳為UART功能、選擇UART通道的工作模式為中斷模式或DMA模式。設(shè)置好之后，往相關(guān)寄存器寫入數(shù)據(jù)即可發(fā)送，讀取相關(guān)寄存器即可接收到數(shù)據(jù)。通過查詢狀態(tài)寄存器或設(shè)置中斷來獲知數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢、是否接收到數(shù)據(jù)。
1）UART通道管腳設(shè)為UART功能
UART通道0中，GPH2、GPH3分別用于TxD0、RxD0，使用UART通道0時(shí)，先設(shè)置GPHCON寄存器將GPH2、GPH3引腳的功能設(shè)為TxD0、RxD0。
2）UBRDIVn寄存器：設(shè)置波特率
S3C2440 UART的時(shí)鐘源有兩種選擇：PCLK、UEXTCLK、FCLK/n，其中n的值通過UCON0-UCON2聯(lián)合設(shè)置
UBRDIVn = (int)(UART clock)/(buad rate × 16)) - 1
3）ULCONn寄存器：設(shè)置傳輸格式
4）UCONn寄存器
它用于選擇UART時(shí)鐘源、設(shè)置UART中斷方式
5）UFCONn寄存器、UFSTATn寄存器
UFCONn寄存器用于設(shè)置是否使用FIFO，設(shè)置各FIFO的觸發(fā)闕值，即發(fā)送FIFO中有多少個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生中斷、接收FIFO中有多少個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生中斷。并可以通過設(shè)置UFCONn寄存器來復(fù)位各個(gè)FIFO。
讀取UFSTATn寄存器可以知道各個(gè)FIFO是否已經(jīng)滿，其中有多少個(gè)數(shù)據(jù)。
6）UMCONn寄存器、UMSTATn寄存器
這兩類寄存器用于流量控制，具體看數(shù)據(jù)手冊(cè)
7）UTRSTATn寄存器
它用來表明數(shù)據(jù)是否已經(jīng)發(fā)送完畢、是否已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)
8）UERSTATn寄存器
用來表示各種錯(cuò)誤是否發(fā)生
9）UTXHn寄存器
CPU將數(shù)據(jù)寫入這個(gè)寄存器，UART即會(huì)將它保存到緩沖區(qū)中，并自動(dòng)發(fā)送出去
10）URXHn寄存器
當(dāng)UART接收到數(shù)據(jù)時(shí)，CPU讀取這個(gè)寄存器，即可獲得數(shù)據(jù)。
二.UART操作實(shí)例，代碼摘自韋大哥代碼。
1.UART初始化
#definePCLK 50000000// init.c中的clock_init函數(shù)設(shè)置PCLK為50MHz
#defineUART_CLK PCLK// UART0的時(shí)鐘源設(shè)為PCLK
#defineUART_BAUD_RATE 115200// 波特率
#defineUART_BRD((UART_CLK/(UART_BAUD_RATE*16))-1)
/*
* 初始化UART0
* 115200,8N1,無流控
*/
voiduart0_init(void)
{
GPHCON|=0xa0;// GPH2,GPH3用作TXD0,RXD0
GPHUP=0x0c;// GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
ULCON0=0x03;// 8N1(8個(gè)數(shù)據(jù)位，無較驗(yàn)，1個(gè)停止位)
UCON0=0x05;// 查詢方式，UART時(shí)鐘源為PCLK
UFCON0=0x00;// 不使用FIFO
UMCON0=0x00;// 不使用流控
UBRDIV0=UART_BRD;// 波特率為115200
}
2.發(fā)送字符，接收字符
/*
* 發(fā)送一個(gè)字符
*/
voidputc(unsignedcharc)
{
/* 等待，直到發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部發(fā)送出去 */
while(!(UTRSTAT0&TXD0READY));
/* 向UTXH0寄存器中寫入數(shù)據(jù)，UART即自動(dòng)將它發(fā)送出去 */
UTXH0=c;
}
/*
* 發(fā)送字符串
*/
voidputstring(unsignedchar*str)
{
while(*str)
putc(*str++);
}
/*
* 接收字符
*/
unsignedchargetc(void)
{
/* 等待，直到接收緩沖區(qū)中的有數(shù)據(jù) */
while(!(UTRSTAT0&RXD0READY));
/* 直接讀取URXH0寄存器，即可獲得接收到的數(shù)據(jù) */
returnURXH0;
}
3.完整程序見附件。make 生成uart.bin燒進(jìn)nandflash，串口即輸出hello,baby!字符，在串口輸入字符，實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)給s3c2440，接到數(shù)據(jù)后回顯。
下載文檔
