串口通訊常識及驅動程序設計

一、串口通訊常識
1.串口角色解析

2.串口通訊參數(shù)
串口通訊，分為同步通訊和異步通訊，我們通常使用的都是異步串口。通訊時，雙方先約定好數(shù)據(jù)幀的格式，即波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，奇偶校驗位等。

波特率：這是一個衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個bit。常用的波特率有38400,115200。
起始位：當線路空閑時候，電平為高。一旦檢測到一個下降沿，則視為一個起始位。然后接收方按照約定好的格式，接收這一幀數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)位：一幀中實際有效數(shù)據(jù)的位數(shù)。
停止位：表示這幀數(shù)據(jù)的結束。
校驗位：用于檢測數(shù)據(jù)傳輸是否正確的位。

3.串口硬件引腳
我們通常使用的RS232的9幀串
口，其中最為重要的是2,3,5腳
2 ：RXD:接收數(shù)據(jù)
3 ：TXD:發(fā)送數(shù)據(jù)
5 ：GND:接地


二、串口驅動程序設計
2.1串口初始化
①引腳設置
②幀格式設置
③工作模式設置
④波特率設置

2.2?導讀210串口初始化
void uart_init()
{
????//1.配置引腳用于RX/TX功能
????GPA0CON = 0x22222222;
????GPA1CON = 0X2222;

????//2.設置數(shù)據(jù)格式等
????UFCON0 = 0X1;
????//無流控
????UMCON0 = 0X0;
????//數(shù)據(jù)位：0，無校驗，停止位：1
????ULCON0 = 0X3;
????//時鐘：PCLK,禁止中斷，使能UART發(fā)送、接收
????UCON0 = 0X5;

????//3. 設置波特率
????UBRDIV0 = UART_UERDIV_VAL;
????UDIVSLOT0 = UART_UDIVSLOT_VAL;
}

//接收一個字符
char getc(void)
{
????//如果RX_FIFO空，等待
????while(!(UTRSTAT0 & (1<<0)));
????//取數(shù)據(jù)
????return URXH0;
}

//發(fā)送一個字符
void getc(char c)
{
????//如果TX_FIFO滿，等待
????while(!(UTRSTAT0 & (1<<2)));
????//些數(shù)據(jù)
????UTXH0 = c;
} 2.3?串口初始化
先看原理圖，串口電路中2，3腳是RSTXD0、TSRXD0。對應于底板的原理圖，位GPH2、GPH3
? ? ? ? ? ? ??

#define GPHCON *((volatile unsigned long*) 0x56000070)
#define ULCON0 *((volatile unsigned long*) 0x50000000)
#define UCON0 *((volatile unsigned long*) 0x50000004)
#define UBRDIV0 *((volatile unsigned long*) 0x50000028)
#define UTRSTAT0 *((volatile unsigned long*) 0x50000010)
#define UTXH0 *((volatile unsigned long*) 0x50000020)
#define URTH0 *((volatile unsigned long*) 0x50000024)

#define PCLK 50000000
#define BAUD 115200

void uart_init()
{
????//1.配置引腳功能
????GPHCON &= ~(0xf<<4);????????????????????????????? ? //先清0
????GPHCON |= (0xa<<4);????????????????????????????? ? ?//設置成TX和RX，0b1010

????//2.1設置數(shù)據(jù)格式
????ULCON0 = 0b11;
????//2.2設置工作模式
????UCON0 = 0b0101;

????//3.設置波特率,這里使用的是PCLK
????UBRDIV0????= (int)(PCLK / (BAUD *16) - 1);
}



void putch(unsigned char ch)
{
? ? //和210的基本一樣
????while(!(UTRSTAT0 & 1<<2));
????UTXH0 = ch;
}

unsigned char getch(void)
{
????unsigned char ret;
????//和210的基本一樣
????while(!(UTRSTAT0) & (1<<0));
????ret = URTH0;
????if((ret == 0x0d) ||(ret == 0x0a))
????{
????????putch(0x0d);
????????putch(0x0a);
????}
????else
????????putch(ret);

????return ret;
}
2.4?串口收發(fā)
為了測試串口是否可用可以在main.c中增加下列代碼。

int gboot_main()
{
????unsigned char buf[2048];

#ifdef MMU_ON
????mmu_init();
#endif

????led_init();
????led_on();

????button_init();
????init_irq();

????uart_init();

????while(1)
????{
????????getch();
????}

????return 0;
}
三、串口控制臺建立
1、控制臺框架搭建
1.1 控制臺類型：
①菜單型：串口選擇序號
②解析型：判斷指令是否是所支持的，來搜索運行。
1.2 菜單型控制臺搭建
在main.c函數(shù)中打印信息，輸出菜單，并判斷。
int?gboot_main()
{
????int?num;

#ifdef MMU_ON
????mmu_init();
#endif

????led_init();
????led_on(); ????button_init();
????init_irq(); ????uart_init();

????while(1)
????{ ????????printf("n***************************************nr");
????????printf("n*************GBOOT*********************nr");
????????printf("1.Download Linux kernel from TFTP Server!nr");
????????printf("2.Boot Linux from RAM!nr");
????????printf("3.Boot Linux from Nand Flash!nr");
????????printf("n Plsase Select:"); ????????scanf("%d",&num);

????????switch(num)
????????{
????????case?1:
????????????//tftp_load();
????????????break;
????????case?2:
????????????//boot_linux_ram();
????????????break;
????????case?3:
????????????//boot_linux_nand();
????????????break;
????????default:
????????????printf("Error: wrong Selection!nr");
????????????break;
????????} ????} ????return 0;
}
2、printf/scanf函數(shù)實現(xiàn)
2.1 了解printf和scanf函數(shù)
#man 3 printf
int printf(const?char?*format,?...);????????????????? ? //...是變參 2.2 實現(xiàn)printf函數(shù)、scanf函數(shù)
int?printf(const?char*?fmt,?...)
{
????int?i;
????va_list args;

????//1.將變參轉化為字符串
????va_start(args,fmt);????????????????????????????? ? //設置args指向fmt（第一個參數(shù)）
????vsprintf((char*)outbuf,?fmt,?args);????????????? ? //將args存放到outbuf中
????va_end();????????????????????????????????????????? //結束

????//2.打印字符串到串口
????for(i?=?0;?i<?strlen((char?*)outbuf);?i++)
????{
????????putc(outbuf[i]);
????}
????return i;
}
int scanf(const char *fmt, ...) {
????unsigned char c; ????int i = 0; ????va_list args;
????//1.獲取輸入字符串 ????while(1) ????{ ????????c = getc(); ????????if((c == 0x0d) || (c == 0x0a)) ????????{ ????????????inbuf[i] = 'n'; ????????????break; ????????} ????????else ????????{ ????????????inbuf[i] = c; ????????????i++; ????????} ????} ????
????//2.格式轉換 ????va_start(args, fmt); ????vsscanf((char *)inbuf, fmt, args); ????va_end(args); ????return i; }
然而報錯了：

va_start這些宏需要自己來定義，所以要把內(nèi)核中的文件集成到gboot中來。通過修改Makefile，使用上提供的代碼。
lib目錄下的Makefile，最后生成lib.o
objs?:=?div64.o lib1funcs.o ctype.o muldi3.o printf.o?string.o vsprintf.o

all?:?$(objs)
????arm-linux-ld?-r?-o lib.o $^
????
%.o?:?%.c
????arm-linux-gcc ${CFLAGS}?-c $^
????
%.o?:?%.S
????arm-linux-gcc ${CFLAGS}?-c $^

clean:
????rm?-f?*.o 修改自己的Makefile文件：
OBJS?:=?start.o main.o dev/dev.o lib/lib.o ?????????????????????????????????????????//這里增加了lib/lib.o

CFLAGS?:=?-fno-builtin?-I$(shell pwd)/include???????????????????????????????????? ? //編譯時所需的選項，-fno-builtin:去掉內(nèi)聯(lián)函數(shù)選項?-I$(shell pwd)/include 增加頭文件尋找路徑
export CFLAGS????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?//導出，是的lib下的Makefile也能用CFLAGS
????
all?:?gboot.elf
????arm-linux-objcopy?-O binary gboot.elf gboot.bin

gboot.elf?:?$(OBJS)
????arm-linux-ld?-Tgboot.lds?-o gboot.elf $^
????????
%.o?:?%.S
????arm-linux-gcc?-g?-c $^
????
%.o?:?%.c
????arm-linux-gcc $(CFLAGS)?-c $^
????
lib/lib.o?:????????????????????????????????????????????????????????????????????????? //增加依賴/lib/lib.o
????make?-C lib all????????????????????????????????????????????????????????????? ? ? //執(zhí)行make all在lib目錄下，
dev/dev.o?:
????make?-C dev all
????
.PHONY:?clean
clean:
????rm?-f gboot.elf gboot.bin?*.o
????make?-C lib clean
????make?-C dev clean
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ?

?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?