1、 一起學mini2440裸機開發(六)-UART原理與基礎實驗 我個人感覺UART也不算是很難，學過單片機的相信都用過UART，在這里還是說說它吧，并且在寫基礎實驗并調試的時候，出現了一個問題，就是我們平時使用jlink調試程序都是基于在sdram中運行的，由于ram的掉電易失性，所以咱們的裸機程序根本就不能脫機工作，也即是說復位之后程序就沒有了，當然，我知道可以利用以后學的知識將它下載到NAND Flash中去，這個以后再說。貌似還有一個辦法，就是使用mdk直接Download到flash，不過需要什么算法之類的，這個算法我還不懂，先不管他了，先把UART的原理實驗弄清楚

2、了再說，以后學了nand flash就可以脫機工作了。UART概述    S3C2440通用異步收發器(UART)提供3個獨立的異步串行I/O(UART0、UART1、UART2)，每個端口都可以在中斷或DMA模式下。也就是說，在CPU和UART之間傳輸數據時，UART可以產生中斷或DMA請求。    使用UART的最簡單情況是只使用3根線：Tx用于數據發送，Rx用于數據接收，GND是雙方地線，提供通信雙方的參考電平，如圖1所示：      其中電平轉換器的作用是完成通信雙方之間的電平

3、轉換，這又牽扯到RS232電平和CMOS電平，咱可以不管它，可以直接假設PC機的Rx、Tx粉筆用兩根線直接與SC2440的Tx、Rx相連就行了，即，PC機發送端Tx發送一個數據，S3C2440接收端Rx就能接收到該數據，反之亦然。S3C2440處理器UART工作原理：      S3C240的3個UART包括可編程的波特率，紅外(IR)發射/接收，一個或兩個停止位，5位、6位、7位或8位的數據寬度，和奇偶校驗位。（不很懂是吧，其實我開始也不懂，這是什么玩意兒）    每個UART包含一個波特率發生器、發送器、接收器

4、和一個控制單元，如圖2所示。波特率發生器的輸入時鐘有3種：PCLK、FCLK/n、UEXTCLK(外部輸入時鐘)。     結合上圖，數據收發原理如下：   UART包含兩種工作模式，FIFO模式和非FIFO模式。      FIFO模式數據收發過程    發送數據：在發送數據之前，先將數據寫入到發送FIFO，然后數據從發送FIFO復制到發送移位寄存器，最后將數據從數據引腳(TxDn)移出。    接收數據：數據從RxDn引腳一位一位地

5、接收到接收移位寄存器，然后數據從接收移位寄存器復制到接收FIFO，最后，CPU可通過數據總線從接收FIFO中讀取數據，如圖2中黑色虛線所示。      非FIFO模式數據收發過程    發送數據： 在發送數據之前，先將數據寫入到發送保持寄存器，然后數據從發送保持寄存器復制到發送移位寄存器，最后將數據從數據引腳(TxDn)移出，如圖2中黑色粗實線所示。    接收數據：數據從RxDn引腳一位一位地接收到接收移位寄存器，然后數據從接收移位寄存器復制到接收保持寄存器，最后，CPU可以從接收保持寄存器中

6、讀取數據，如圖2中黑色虛線所示。        注意：從圖2中可以很容易看出發送FIFO和發送保持寄存器、接收FIFO和接收保持寄存器的關系。發送保持寄存器只是發送FIFO中的一個字節，接收保持寄存器只是接收FIFO中的一個字節。其實，非FIFO模式FIFO可以理解為FIFO模式的一個特例，此時，FIFO寄存器只有一個字節，而在FIFO模式時，FIFO寄存器有64個字節。    下面就以非FIFO模式講解，嘿嘿，其實，FIFO模式我不會用，至少是在平時的程序中沒有用到。UART引腳及相關寄存器&

7、#160;   S3C2440的引腳是復用的，可以通過編程將同一個引腳設置為不同的功能，UART也不例外。前文講到在最簡單的情況下，UART只需要3根線就可以實現通信功能，出去GND外，只有兩根線：一根數據發送線TXD，一根數據接收線RXD。下圖為S3C2440關于UART的引腳安排圖：      本實驗咱們使用UART0，從上圖可以看出，TXD0與GPH2是復用的，RXD0與GPH3是復用的。   因此，使用UART0，首先應將GPH2設置為TXD0功能，將GPH3設置為RXD0功能： 

8、60;   GPHCON&=(3<<4)|(3<<6);        /GPH2-TXD0;GPH3-RXD0     GPHCON|=(2<<4)|(2<<6);          /設置GPH2、GPH3為TXD0、RXD0功能   然后是初始化與UART0相關的寄存

9、器。   S3C2440處理器串口具有很多功能。例如，支持FIFO模式、硬件流控、接收中斷、接收超時、接收錯誤狀態中斷使能等功能。但是，對于我這樣的初學入門者，不需要過多的了解這些功能，入門級的學習只需要實現如下功能：從計算機通過串口發送一個字符給S3C2440，S3C2440收到后通過串口發給計算機。   總體來說，實現上述功能只需要初始化以下6個寄存器：ULCONn、UCONn、UBRDIVn、UTRSTATn、URXHn、UTXHn。那么咱接下來就介紹一下這些寄存器中與UART相關的位。     

10、ULCONn（UART LINE CONTROL REGISTER）     主要設置數據的長度、停止位和校驗位信息，這些東西很重要的奧，設置串口調試器的時候就得依據它。   表1   ULCONn寄存器ULCONn位描述初始狀態Reserved7-0紅外模式60：正常模式1：紅外發送/接收模式0校驗位5:30xx：無校驗100：奇校驗101：偶校驗000停止位寬度20：每幀數據有1個停止位1：每幀數據有2個停止位0數據位寬度1:000：5位     01：6位10

11、：7位     11：8位00         UCONn（UART CONTROL REGISTER）     主要用于設置數據發送和接收的模式，中斷方式還是查詢模式。  表2   UCONn寄存器UCONn位描述時鐘選擇11:10x0：PCLK01： UEXTCLK11：FCLK/n接收模式3:200：關閉01：中斷模式或者查詢模式發送模式1:000：關閉01：中斷模式或者查詢模式 

12、   從表2和圖2可以看出，UCONn的第1011位用于選擇波特率發生器的輸入時鐘。咱們接下來的實驗選擇的是PCLK。       UBRDIVn（UART BAUD  RATE  DIVISOR  REGISTER）     主要用于設置波特率。      UART模塊有3個UART波特率除數寄存器：UBRDIV0、UBRDIV1和UBRDIV2。根據所需的波特率和選定的時鐘源，波特率

13、除數寄存器（UBRDIVn）的值可以用如下計算得到：    UBRDIVn=(int)(UART clock / (baud rate×16)-1      其中，UART clock對應著圖2中波特率發生器的3種輸入時鐘的一個，baud  rate是用戶所需要的波特率，最前面用了強制類型，將計算結果轉換為整數存儲在UBRDIVn中。     例如：如果要求串口通信的波特率是115 200，波特率發生器的輸入時鐘選擇PCLK=50MHz，那么&#

14、160;                  UBRDIVn=(int)(50 000 000 / (115 200×16)-1                        

15、60;          =(int)(27.1)-1                                   =27-1   

16、                                =26         UTRSTATn（UART TX/RX STATUS REGISTER）     

17、 該寄存器包含發送和接收是否完成的狀態位。表4   UTRSTATn寄存器UTRSTATn位描述初始狀態發送空2當發送緩沖器無有效數據且最后一字節數據被發送后，該位自動置10：數據發送未完成1：發送空1接收數據就緒0當接收緩沖器中接收到有效數據后，該位自動置10：未接收到有效數據1：接收到有效數據0      咱們接下來的實驗中就用到這兩條語句：     while(!(UTRSTAT0&(1<<2);    /等待發送完成&

18、#160;    while(!(UTRSTAT0&(1<<0);     /查詢是否接收到有效數據        URXHn（UART RECEIVE BUFFER REGISTER ）     接收數據緩沖區寄存器，8位數據長度，當接收到數據后，從CPU可以從該寄存器讀取接收到的數據。    例如：使用UART第0通道從RXD接收數據可以使用以下方法：&

19、#160;    unsigned char c;     while(!(UTRSTAT0&(1<<0);     /等待接收完畢     c=URXH0;        UTXHn（UART TRANSMIT BUFFER REGISTER）     發送數據緩沖區寄存器，8位數據長度

20、，當發送數據時，將要發送的數據寫入該寄存器，即可自動發送。     例如：使用UART 第0通道發送數據可以使用以下方法：     UTXH0=c;     while(!(UTRSTAT0&(1<<2);      /等待發送完成UART基礎實驗    本實驗要實現的功能：PC通過串口發送一個字符給S3C2440，S3C2440收到后通過串口發給

21、PC。該實驗的文件布局圖如下： main.c文件內容： #include"uart.h"int main()        unsigned char a;    Uart0_Init(115200);     /初始化并設置波特率為115 200    while(1)          

22、60;a=getc();                    /獲取串口輸入的字符        putc(a);                  

23、0;  /PC機顯示同通過串口接收到的字符          uart.c文件內容：#include<s3c2440.h>#include"uart.h"#define PCLK   50000000#define UART_BRD     (int)(PCLK/(baudrate*16)-1)/*函數名稱：void Uart0_Init(unsigned int baudrate)*參數說明：baudr

24、ate：波特率*返 回 值：無*全局變量: 無*功    能：對UART0進行初始化                          */void Uart0_Init(unsigned int baudrate)   GPHCON&=(3<<4)|(3<<6);&

25、#160; /GPH2-TXD0;GPH3-RXD0   GPHCON|=(2<<4)|(2<<6);     /設置GPH2、GPH3為TXD0、RXD0功能   GPHUP=0x00;                 /上拉電阻使能   ULCON0|=0x03; 

26、60;            /設置數據發送格式：8個數據位，1個停止位，無校驗位   UCON0=0x05;                /發送模式和接收模式都使用查詢模式   UBRDIV0=UART_BRD;     &#

27、160;   /設置波特率，其中波特率作為一個參數傳遞到該初始化函數   URXH0=0;                    /將URXH0清零/*函數名稱：void putc(unsigned char c)*參數說明：c:通過串口接收到的字符，注意這里是8位數據*返 回 值：無*全局變量: 無*功    能：將

28、通過串口接收到的字符發送給PC機并顯示在*          串口調試工具。                 */void putc(unsigned char c)    UTXH0=c;    while(!(UTRSTAT0&(1<<2); &

29、#160;  /等待發送完成/*函數名稱：unsigned char getc(void)*參數說明：無*返 回 值：c:通過串口接收到的字符，注意這里是8位數據*全局變量: 無*功    能：接收并保存通過串口輸入的數據                          */unsigned ch

30、ar getc(void)    unsigned char c;    while(!(UTRSTAT0&(1<<0);     /查詢是否接收到有效數據    c=URXH0;    return c; uart.h文件內容：    #ifndef _UART_H_#define _UART_H_/*函數名稱：void Uart0_Init(u

31、nsigned int baudrate)*參數說明：baudrate：波特率*返 回 值：無*全局變量: 無*功    能：對UART0進行初始化                          */void Uart0_Init(unsigned int baudrate);/*函數名稱：void putc(unsigned char c)*參數說明：c:通過串口接收到的字符，注意這里是8位數據*返 回 值：無*全局變量: 無*功  &