其實每個MCU的UART都差不多。設置好寄存器,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應用開發(fā)完全手冊》
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,CPU將并行數(shù)據(jù)寫入UART,UART按照一定格式在TxD線上串行發(fā)出;
接收數(shù)據(jù)時,UART檢測到RxD線上的信號,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(多少個數(shù)據(jù)位、是否使用校驗位、奇校驗還是偶校驗、多少個停止位)。
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)當要發(fā)送數(shù)據(jù)時,UART改變TxD數(shù)據(jù)線的狀態(tài)(0狀態(tài))并維持1位的時間,接收方檢測到開始位后,再等待1.5位的時間開始一位一位地檢測數(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)如果使用校驗功能,UART發(fā)送完數(shù)據(jù)后,還要發(fā)送1個校驗位。使用奇校驗或者偶校驗,即統(tǒng)計數(shù)據(jù)位連同校驗位中,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)線恢復到空閑狀態(tài)(1狀態(tài)),停止位長度有3種,1位、1.5位、2位
2、S3C2440 UART的特性
S3C2440的UART有3個獨立通道,每個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,CPU先將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送FIFO中,然后UART會自動將FIFO中的數(shù)據(jù)復制到“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,“接收移位器”將RxDn數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)一位一位地接收進來,然后復制到接收FIFO中,CPU即可從中讀取數(shù)據(jù)。
3、S3C2440 UART的使用
對于S3C2440,使用UART之前,需要設置波特率、傳輸格式(多少個數(shù)據(jù)位、是否使用校驗位、奇校驗或偶校驗、多少個停止位、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。設置好之后,往相關寄存器寫入數(shù)據(jù)即可發(fā)送,讀取相關寄存器即可接收到數(shù)據(jù)。通過查詢狀態(tài)寄存器或設置中斷來獲知數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢、是否接收到數(shù)據(jù)。
1)UART通道管腳設為UART功能
UART通道0中,GPH2、GPH3分別用于TxD0、RxD0,使用UART通道0時,先設置GPHCON寄存器將GPH2、GPH3引腳的功能設為TxD0、RxD0。
2)UBRDIVn寄存器:設置波特率
S3C2440 UART的時鐘源有兩種選擇:PCLK、UEXTCLK、FCLK/n,其中n的值通過UCON0-UCON2聯(lián)合設置
UBRDIVn = (int)(UART clock)/(buad rate × 16)) - 1
3)ULCONn寄存器:設置傳輸格式
4)UCONn寄存器
它用于選擇UART時鐘源、設置UART中斷方式
5)UFCONn寄存器、UFSTATn寄存器
UFCONn寄存器用于設置是否使用FIFO,設置各FIFO的觸發(fā)闕值,即發(fā)送FIFO中有多少個數(shù)據(jù)時產(chǎn)生中斷、接收FIFO中有多少個數(shù)據(jù)時產(chǎn)生中斷。并可以通過設置UFCONn寄存器來復位各個FIFO。
讀取UFSTATn寄存器可以知道各個FIFO是否已經(jīng)滿,其中有多少個數(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
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
用來表示各種錯誤是否發(fā)生
9)UTXHn寄存器
CPU將數(shù)據(jù)寫入這個寄存器,UART即會將它保存到緩沖區(qū)中,并自動發(fā)送出去
10)URXHn寄存器
當UART接收到數(shù)據(jù)時,CPU讀取這個寄存器,即可獲得數(shù)據(jù)。
二.UART操作實例,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)設置PCLK為50MHz
#defineUART_CLK PCLK// UART0的時鐘源設為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個數(shù)據(jù)位,無較驗,1個停止位)
UCON0=0x05;// 查詢方式,UART時鐘源為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nandflash,串口即輸出hello,baby!字符,在串口輸入字符,實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)給s3c2440,接到數(shù)據(jù)后回顯。