1. 串口的基本概念
1.1 UART - 串行異步收發(fā)器 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
串行/并行（課后補充）
異步/同步：'異步/同步通信兩者之間的區(qū)別' （補充）
'單工/半雙工/全雙工：
單工：任何時候數據只能朝一個方向傳輸
半雙工：數據可以向兩個方向傳輸，任何同一時刻只能朝同一方向傳輸
全雙工：數據可以同時向兩個方向傳輸
1.2 串口通信標準
RS232（電子工業(yè)協(xié)議EIA） - 目前最常用的'串行接口標準'
規(guī)定了'電氣特性'：
邏輯 0 ，+3 v ~ +15 v，SPACE
邏輯 1 ，- 3 v ~ - 15 v，MARK
規(guī)定了'機械特性'：
傳輸距離 < 10 m
TTL電平，計算機內部電平(CPU)：
邏輯 0 ，低電平 < 0.8 v
邏輯 1 ，高電平 > 2.4 v
串行異步通信的重要參數：
>>數據位個數： 5 ~ 8 bit （開發(fā)板那端定好的是 8 bit / 幀數據）
>>驗證方式：奇校驗、偶校驗、無校驗
>>停止位寬度：1~2bit
>>通信的速率：bps （bit per second - 每秒傳輸bit位）'波特率單位'

2. 電路原理圖
【底板】
|---SP3232E電平轉換芯片---|
PC_TXD1 ---> T2OUT ---> T2IN ---> UARTTXD0 ---> 'GPIOD18
PC_RXD1 ---> R2IN ---> R2OUT ---> UARTRXD0 ---> 'GPIOD14
完成串口通信有兩種方式：
1) 一種方式：運行在arm core的程序和LED一樣直接操作GPIO管腳，形成串行異步收發(fā)數據的時序。
2) 另一方式：S5P6818中集成了uart控制器，方式 1)純軟件實現通信的過程就可以使用軟硬件結合的方式來實現通信時序，從而簡化軟件編程。

問題：
uart控制器可以完成哪些工作，還需軟件做哪些工作，兩者之間如何配合？
答案：CPU的數據手冊中關于uart的相關章節(jié)

3. CPU datasheet
3.1 管腳的功能選擇
--->P 71 - 2.3
GPIOD18 - Function1
GPIOD14 - Function1
--->P 757 - 16.5.1.8
GPIODALTFN0 - 0xc001d020 - [29:28] - 01=ALT Function1
GPIODALTFN1 - 0xc001d020 - [ 5 : 4 ] - 01=ALT Function1
3.2 uart 控制器
--->P 960 - 25.1
' S5P6818串行異步收發(fā)器 UART 單元特點：
1) 提供 6 個獨立的uart控制器
2) 數據傳輸可以使用輪詢、中斷、DMA方式
3) 采用系統(tǒng)時鐘時最大傳輸速率 4 Mbps // 采用外部時鐘時可以達更大速率
4) 每個UART通道有兩個 64 bytes FIFO供發(fā)送和接收數據，以提供較高效率
5) 可編程波特率、紅外發(fā)送接收、1~2個停止位、5~8位數據寬度、奇偶校驗

問題：
COM1對應的是CPU內部的哪個uart控制器？
答案：
根據COM1使用的是CPU上的GPIOD14、GPIOD18，推斷對應的是CPU內部的'UART0'。

知識點：
'CPU感知外接硬件變化通常有3種方式：
1>輪詢；
// 定時對各種設備輪流詢問一遍有無處理要求，有要求就處理，處理完回歸CPU日常工作。- 適合硬件變化頻繁的狀況
2>中斷；
// 當有硬件設備處理要求是，CPU啟動輸入輸出設備存檔準備數據，I/O完成發(fā)出中斷信號，接收中斷處理數據，隨后某個時刻繼續(xù)工作。 - 適合硬件變化不是特別頻繁的狀況
3>DMA；
// 直接內存存取，direct memory access，數據在內存與I/O設備間直接進行成塊傳輸。

'【UART控制器重要參數】
non-FIFO - 115200 - 8 - None - 1 - 輪詢mode

ULCON0 - 0xc00a1000 - R/W
- [ 1 : 0 ] - 11 , 8 bit - 數據寬word lenth
- [ 2 ] - 0 , 1 bit - 停止位number of stop bit
- [ 5 : 3 ] - 000 - 無校驗
- [ 6 ] - 0 - 紅外正常模式

UCON0 - 0xc00a1004 - R/W
- [ 1 : 0 ] - 01 - 輪詢接收 Receive Mode(Polling mode)
- [ 3 : 2 ] - 01 - 輪詢發(fā)送 Transmit Mode(Polling mode)
- [ 5 ] - 01 - 設置輪詢模式 Setting Loop-back mode

UFCON0 - 0xc00a1008 - R/W
- [ 0 ] - 0 - 禁用FIFO(non-FIFO) FIFO Disables

UTRSTAT0 - 0xc00a1010 - R
- [ 0 ] - 1 - 代表收到了數據 Buffer has a received data
- [ 1 ] - 0 / 1 - 0 代表 transmit buffer 非空， 1 代表空

UTXH0 - 0xc00a1020 - W
- [ 7 : 0 ] - 寫入要發(fā)送的數據 Transmit Data for UART0

URXH0 - 0xc00a1024 - R
- [ 7 : 0 ] - 讀出接收到的數據 Receive Data for UART0

--->P 313 - 5.3.2.1.13 UARTCLKENB - '時鐘源配置，地址數與UART對應
UARTCLKENB - 0xc00a9000 - R/W
- [ 2 ] - 1 - 使UART0時鐘使能 Enable

UARTCLKGEN0L - 0xc00a9004 - R/W
- [ 4 : 2 ] - 1 - 時鐘源頻率選擇 PLL[1]==800MHz（uboot中調為該頻率）
- [12: 5 ] - 1111 1111 - 分頻系數，提供給UART0的時鐘信號 50 MHz
// 1M==100萬，800M==8億，1111==0x0f，800MHz(0x0f+1)=50MHz

--->P 986 - 25.4.1.11/25.4.1.12 - '用于分頻，將輸入的50MHz分頻成適合每秒鐘發(fā)送115200個bit所需要的時鐘信號
UBRDIV0 - 0xc00a1028 - R/W - 經計算取值為 26
UFRACVAL0 - 0xc00a102c - R/W - 經計算取值為 2

--->P 969 - For example // 設置方法示例

/*手冊定好的計算方式，不需要問為什么，直接套公式即可。

DIV_VAL=(40000000/(115200x16))–1

=21.7–1

=20.7

UBRDIVn=20(integerpartofDIV_VAL)

UFRACVALn/16=0.7

So,UFRACVALn=11

*/

50000000 / (115200 * 16) - 1 = 27.13 - 1 = 26.13 = 26 【==UBRDIV0】
0.13 * 16 = 2.08 = 2 【==UFRACVAL0】

【匯總】S5P6818UART相關寄存器
1) UART行控制器ULCONn - 設置數據格式
2) UART模式控制寄存器UCONn - 用來選擇時鐘源，發(fā)送/接收數據可選輪詢
3) UART FIFO控制寄存器UFCONn
4) UART MODEM控制寄存器UMCONn
5) 發(fā)送寄存器UTXH、接收寄存器URXH
6) 波特率分頻寄存器UBRDIV，UFRACVAL
7) GPIO相關寄存器
8) 中斷相關寄存器
9) 時鐘、電源控制寄存器


4. 編碼

/**代碼演示-main.c**/

#include"uart.h"

voidmain(void){

//8N1115200non-FIFOpolling

uart_init();

while(1){

uart_puts("nhello,world!");

}

}

/**代碼演示-uart.c**/

#defineUART0CLKENB*((volatileunsignedint*)0xc00a9000)

#defineUART0CLKGEN0L*((volatileunsignedint*)0xc00a9004)

#defineGPIOD_ALTFN0*((volatileunsignedint*)0xc001d020)

#defineGPIOD_ALTFN1*((volatileunsignedint*)0xc001d024)

#defineGPIOD_PULLENB*((volatileunsignedint*)0xc001d060)

#defineULCON0*((volatileunsignedint*)0xc00a1000)

#defineUCON0*((volatileunsignedint*)0xc00a1004)

#defineUFCON0*((volatileunsignedint*)0xc00a1008)

#defineUTRSTAT0*((volatileunsignedint*)0xc00a1010)

#defineUTXH0*((volatileunsignedint*)0xc00a1020)

#defineURXH0*((volatileunsignedint*)0xc00a1024)

#defineUBRDIV0*((volatileunsignedint*)0xc00a1028)

#defineUFRACVAL0*((volatileunsignedint*)0xc00a102c)

voiduart_init(void){

/*uart0clkdisable*/

UART0CLKENB&=~(1<<2);

//GPIOD18(Tx接收管腳)GPIOD14(Rx發(fā)送管腳)配置功能Function1

GPIOD_ALTFN0&=~(3<<28);//GPIOD14

GPIOD_ALTFN0|=(1<<28);

GPIOD_ALTFN1&=~(3<<4);//GPIOD18

GPIOD_ALTFN1|=(1<<4);

//時鐘配置：選擇PLL[1]800MHz

UART0CLKGEN0L&=~(7<<2);

UART0CLKGEN0L|=(1<<2);

//分頻設置800/(0x0f+1)=50MHz

UART0CLKGEN0L&=~(0xff<<5);//[12:5]8個位

UART0CLKGEN0L|=(0xf<<5);//[12:5]4個位設置為1111

//UART控制器設置

ULCON0=0x03;//8N1

UCON0=0x05;//0101==0x05polling

UFCON0&=~(1<<0);//non-FIFOdisable

UBRDIV0=26;//50000000/(115200*16)-1==26.13

UFRACVAL0 = 2; // 0.13*16 == 2