s3c2410串口控制器原理與編程

1、整理ppt整理ppt2009-2010下學期大課S3c2410中斷控制器工作原理的一級中斷信號傳遞過程小課通過實驗驗證了s3c2410中斷控制器一級中斷信號傳遞通路中的相關影響因素學會了s3c2410通過中斷的方式使用外部管腳編程的步驟： 設置相應管腳為中斷輸入工作方式：rGPFCON=rGPFCON&(0 xff8|0 x3)| (0 x558|0 x2); 設置相關管腳的中斷請求電平觸發(fā)方式： rEXTINT0=rEXTINT0&(0 x7)|0 x2; 將編程的中斷處理函數(shù)地址填入中斷向量表中的相應項*pEint0=(unsigned)handleEint0; 開啟相應的

2、中斷： EnableIrq(BIT_EINT0);整理ppt2009-2010下學期中斷清除的試驗：中斷清除的試驗： 注釋掉注釋掉ClearPending(BIT_EINT0);ClearPending(BIT_EINT0);后再觀察結果并分析原因后再觀察結果并分析原因 注釋掉注釋掉rSRCPND = bit; rSRCPND = bit; 后再觀察結果并分析原因后再觀察結果并分析原因 注釋掉注釋掉rINTPND = bit; rINTPND = bit; 后再觀察結果并分析原因后再觀察結果并分析原因INTMASKINTMASK的試驗的試驗: : 在在memorymemory的觀察窗口中輸入的

3、觀察窗口中輸入0 x4a0000080 x4a000008，并改為二進制格式，并改為二進制格式，將最低位改位將最低位改位1 1，按鍵，按鍵觀察結果觀察結果；再將低位改成；再將低位改成0 0，再，再觀察結觀察結果果（不按鍵?。＃ú话存I?。?。CPSRCPSR中的中的I I位試驗：在寄存器窗口中將位試驗：在寄存器窗口中將cpsrcpsr中的中的0 0改成改成1,1,按鍵按鍵觀察結果觀察結果；再將；再將cpsrcpsr中的中的1 1改成改成0,0,再再觀察結果觀察結果（不按鍵！）。（不按鍵?。?。 把中斷處理程序的關鍵字把中斷處理程序的關鍵字“_irq_irq”去掉后在編譯鏈接去掉后在編譯鏈接看能否看

4、能否正常運行。正常運行。參照數(shù)據(jù)手冊改變外部中斷參照數(shù)據(jù)手冊改變外部中斷0 0的觸發(fā)方式，再的觸發(fā)方式，再觀察實驗結果。觀察實驗結果。 整理ppt2009-2010下學期 S3c2410中斷控制器的學習還沒完全講完（二級中斷、FIQ中斷等），考慮到我們試驗過程中需要通過串口打印信息來監(jiān)控目標程序（以前的實驗是通過發(fā)光二極管來監(jiān)控目標程序運行狀況）以更好地反應目標程序的運行狀況，所以我們先學習串口控制器的原理與編程后再講中斷控制機的剩余部分。 本周課程主要內容如下：串口通信概述（大課）串口通信概述（大課）S3c2410S3c2410串口控制器原理（大課）串口控制器原理（大課）S3c2410S3c

5、2410串口控制器編程（小課）串口控制器編程（小課） 學習重點： S3c2410S3c2410串口控制器編程串口控制器編程查詢方式（小課）查詢方式（小課）整理ppt2009-2010下學期串行通信接口標準經過使用和發(fā)展，目前已經有幾種。但都是在RS-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以，以RS-232C為主來討論。RS-323C標準是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000b/s范圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設

6、備，因此，它作為一種標準，目前已在計算機通信接口中廣泛采用。 整理ppt2009-2010下學期在討論RS-232C接口標準的內容之前，先說明兩點： 首先，RS-232-C標準最初是遠程通信連接數(shù)據(jù)終端設備DTE(Data Terminal Equipment)與數(shù)據(jù)通信設備DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此這個標準的制定，并未考慮計算機系統(tǒng)的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用于計算機（更準確的說，是計算機接口）與終端或外設之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規(guī)定及和計算機系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解，我們對RS-232

7、C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。 其次，RS-232C標準中所提到的發(fā)送和接收，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由于在計算機系統(tǒng)中，往往是CPU和I/O設備之間傳送信息，兩者都是DTE，因此雙方都能發(fā)送和接收。 整理ppt2009-2010下學期串行通信的傳輸格式：串行通信的傳輸格式： 串行通信是計算機之間一種常見的近距離通信手段，因使用方便，編程簡單而廣泛使用，幾乎所有的微控制器都提供串行通信接口。整理ppt2009-2010下學期開始前，線路處于空閑狀態(tài)，送出連續(xù)“1”。傳送開始時首先發(fā)一個“0”作為起始位，然后出現(xiàn)在通信線桑的時字符的二進制編碼數(shù)據(jù)。每個字符

8、的數(shù)據(jù)位長可以約定為：5位、6位、7位或8位，一般采用ASCII編碼，后面時奇偶校驗位，根據(jù)約定，用奇偶校驗位將所傳的字符中為“1”的位數(shù)湊成奇數(shù)個或偶數(shù)個。也可以約定不要奇偶校驗，這樣就取消奇偶校驗位。最后時表示停止位的“1”信號，這個停止位可以約定連續(xù)1位、1.5位或2位的時間寬度。至此一個字符傳送完畢，線路又進入空閑，持續(xù)為“1”。經過一段隨機的時間后，下一個字符開始傳送。整理ppt2009-2010下學期傳輸速率：傳輸速率： 每一個數(shù)據(jù)位的寬度定于發(fā)送波特率的倒數(shù)。微機異步串行通信中，常用的波特率為110、150、300、600、1200、2400、4800、9600、57600、11

9、5200等。電氣特性電氣特性 要完成基本的通信功能，實際上值僅需要RXD、TXD和GND即可，但由于RS232C標準所定義的高、低電平信號于S3C32410系統(tǒng)的LVTTL電路定義的高、低電平信號完全不同，LVTTL的標準邏輯“1”對應23.3V，標準邏輯“0”對應00.4V，而RS-232-C標準采用負邏輯方式，邏輯“1”對應515V，標準邏輯“0”對應515V。顯然兩者間要進行通信，必須經過電平的轉換，轉換芯片采用max232 整理ppt2009-2010下學期 S3C2410 S3C2410 的的UARTUART（通用異步串行口）（通用異步串行口）有三個獨立的異步有三個獨立的異步串行串行

10、I/O I/O 端口端口：UART0UART0、UART1UART1、UART2UART2，每個串口都可以在，每個串口都可以在中斷和中斷和DMA DMA 兩種模式下進行收發(fā)。兩種模式下進行收發(fā)。UARTUART支持的最高波特率支持的最高波特率達達230.4kbps230.4kbps。 每個每個UART UART 包含：包含：波特率發(fā)生器、接收器、發(fā)送器和控波特率發(fā)生器、接收器、發(fā)送器和控制單元。波特率發(fā)生器以制單元。波特率發(fā)生器以PCLKPCLK或或UCLKUCLK為時鐘源。發(fā)送器和為時鐘源。發(fā)送器和接收器各包含接收器各包含1 1個個16 16 字節(jié)的字節(jié)的FIFO FIFO 寄存器和移位寄存

11、器。寄存器和移位寄存器。 S3C2410 S3C2410 的的3 3個個UARTUART都有都有遵從遵從1.01.0規(guī)范的紅外傳輸功能，規(guī)范的紅外傳輸功能， UART0UART0、UART1UART1有完整的握手信號，可以連接有完整的握手信號，可以連接MODEMMODEM。 當發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)先寫到當發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)先寫到FIFO FIFO 然后拷貝到發(fā)送然后拷貝到發(fā)送移位寄存器，然后從數(shù)據(jù)輸出端口（移位寄存器，然后從數(shù)據(jù)輸出端口（TxDnTxDn）依次被移位輸）依次被移位輸出。被接收的數(shù)據(jù)也同樣從接收端口（出。被接收的數(shù)據(jù)也同樣從接收端口（RxDnRxDn）移位輸入到）移位輸入到移位

12、寄存器，然后拷貝到移位寄存器，然后拷貝到FIFO FIFO 中。中。整理ppt2009-2010下學期串行口的結構主要由主要由4 4部分構部分構成：成：接收器、接收器、發(fā)送器、波特發(fā)送器、波特率發(fā)生器、控率發(fā)生器、控制邏輯等。制邏輯等。整理ppt2009-2010下學期接收器/發(fā)送器結構整理ppt2009-2010下學期串行口的操作：串行口的操作： 數(shù)據(jù)幀格式：可編程，包含1個開始位、5 到8 個數(shù)據(jù)位、1個可選的奇偶校驗位、1個或2個停止位，通過線路控制器（ULCONn）來設置。發(fā)送中止信號（硬件來完成）：迫使串口輸出邏輯0 ，這種狀態(tài)保持一個傳輸幀的時間長度。通常在一幀傳輸數(shù)據(jù)完整地傳輸完

13、之后，再通過這個全0 狀態(tài)將中止信號發(fā)送給對方。中止信號發(fā)送之后，傳送數(shù)據(jù)連續(xù)放到FIFO 中（在不使用FIFO 模式下，將被放到輸出保持寄存器）。接收器具有錯誤檢測功能：可以檢測出溢出錯誤，奇偶校驗錯誤，幀錯誤和中止狀況，每種情況下都會將一個錯誤標志在接收狀態(tài)寄存器置位。整理ppt2009-2010下學期串行口的波特率發(fā)生器：串行口的波特率發(fā)生器： 每個每個UART UART 的波特率發(fā)生器為傳輸提供了串行移位時鐘。的波特率發(fā)生器為傳輸提供了串行移位時鐘。波特率產生器的時鐘源可以從波特率產生器的時鐘源可以從S3C2410 S3C2410 的內部系統(tǒng)時鐘的內部系統(tǒng)時鐘PCLKPCLK或或UCL

14、K UCLK 中來選擇。波特率數(shù)值決定于波特率除數(shù)中來選擇。波特率數(shù)值決定于波特率除數(shù)寄存器（寄存器（UBRDIVnUBRDIVn）的值，波特率數(shù)與）的值，波特率數(shù)與UBRDIVn UBRDIVn 的關系的關系為：為：UBRDIVn=(int)UBRDIVn=(int)（CLK/CLK/（ f f B B* *1616） 1 1 其中其中CLKCLK為所選擇的時鐘頻率，為所選擇的時鐘頻率， f f B B為波特率。為波特率。f f B= B= CLK/16/ CLK/16/ （ UBRDIVn UBRDIVn 1 1 ）例如，如果波特率為例如，如果波特率為115200bps 115200bps

15、 且且PCLK PCLK 或或UCLK UCLK 為為40MHz,40MHz,則則UBRDIVn UBRDIVn 為：為：UBRDIVn =UBRDIVn =（intint）(40000000)(115200(40000000)(115200* *16) 16) 1 1 = (int)(21.7) = (int)(21.7) 1 1 = 21 = 21 1 1 = 20= 20整理ppt2009-2010下學期串行口的自動流控功能：串行口的自動流控功能： UART0UART0和和UART1UART1不僅有完整的握手信號，而且有自動流控不僅有完整的握手信號，而且有自動流控制功能，在寄存器制功能，

16、在寄存器UMCONnUMCONn中設置實現(xiàn)。自動流控制是利中設置實現(xiàn)。自動流控制是利用信號用信號nRTSnRTS、nCTSnCTS來實現(xiàn)的。在接收數(shù)據(jù)時，只要接收來實現(xiàn)的。在接收數(shù)據(jù)時，只要接收FIFOFIFO中有兩個空字節(jié)就會使中有兩個空字節(jié)就會使nRTSnRTS有效，使對方發(fā)送數(shù)據(jù)；有效，使對方發(fā)送數(shù)據(jù)；在發(fā)送數(shù)據(jù)時，只要在發(fā)送數(shù)據(jù)時，只要nCTSnCTS有效，就會發(fā)送數(shù)據(jù)。其實現(xiàn)有效，就會發(fā)送數(shù)據(jù)。其實現(xiàn)過程如下圖所示。過程如下圖所示。nRTSnRTS：請求對方發(fā)送：請求對方發(fā)送nCTSnCTS：清除請求發(fā)送：清除請求發(fā)送注意：這種自動流控制應用于對方也是注意：這種自動流控制應用于對方也

17、是UARTUART設備，不設備，不能應用于能應用于MODEMMODEM設備。設備。整理ppt2009-2010下學期使用使用FIFOFIFO進行收發(fā)進行收發(fā) 主要是通過對主要是通過對FIFO狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器UFSTATn的查詢，確定進行收發(fā)。的查詢，確定進行收發(fā)。使用使用FIFO進行發(fā)送：進行發(fā)送：（1）選擇發(fā)送模式（中斷或者）選擇發(fā)送模式（中斷或者DMA模式）模式）（2）查詢對方是否有請求發(fā)送要求，由）查詢對方是否有請求發(fā)送要求，由MODEM狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器UMSTATn0給出，該位為給出，該位為1，則有請求，再查詢，則有請求，再查詢FIFO狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器UFSTATn的數(shù)據(jù)滿

18、狀態(tài)位是否為的數(shù)據(jù)滿狀態(tài)位是否為1，如果不是，如果不是1，可以向發(fā)送緩沖寄存器，可以向發(fā)送緩沖寄存器UTXHn寫入寫入發(fā)送的數(shù)據(jù)。上面二者有一個或者兩個都不滿足，則不發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送的數(shù)據(jù)。上面二者有一個或者兩個都不滿足，則不發(fā)送數(shù)據(jù)。使用使用FIFO進行接收（請求發(fā)送）：進行接收（請求發(fā)送）：（1）選擇接收模式（中斷或者）選擇接收模式（中斷或者DMA模式）模式）（2）請求發(fā)送。先要查詢）請求發(fā)送。先要查詢FIFO狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器UFSTATn的數(shù)據(jù)滿狀態(tài)位的數(shù)據(jù)滿狀態(tài)位是否為是否為1，如果不是，如果不是1，則可以向對方發(fā)出，則可以向對方發(fā)出“請求發(fā)送信號請求發(fā)送信號”，對，對MODEM控控

19、制寄存器制寄存器MCONn中的請求發(fā)送信號產生位置中的請求發(fā)送信號產生位置1，使，使UARTn發(fā)出發(fā)出nRTS信號；信號；如果如果UFSTATn的數(shù)據(jù)滿狀態(tài)位是的數(shù)據(jù)滿狀態(tài)位是1，則不能夠請求發(fā)送數(shù)據(jù)。，則不能夠請求發(fā)送數(shù)據(jù)。整理ppt2009-2010下學期不使用不使用FIFOFIFO進行收發(fā)進行收發(fā) 主要是通過對收主要是通過對收/ /發(fā)狀態(tài)寄存器發(fā)狀態(tài)寄存器UTRSTATnUTRSTATn的查詢，確定進行收發(fā)。的查詢，確定進行收發(fā)。數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送：（1 1）選擇發(fā)送模式（中斷或者）選擇發(fā)送模式（中斷或者DMADMA模式）模式）（2 2）查詢對方是否有請求發(fā)送要求，由）查詢對方是否有請求

20、發(fā)送要求，由MODEMMODEM狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器UMSTATn0UMSTATn0給出，該位為給出，該位為1 1，則有請求，再查詢發(fā)送，則有請求，再查詢發(fā)送/ /接收狀態(tài)寄存器接收狀態(tài)寄存器UTRSTATn1UTRSTATn1的的“發(fā)送緩沖器空發(fā)送緩沖器空”狀態(tài)位是否為狀態(tài)位是否為1 1，如果是，如果是1 1，可以向，可以向發(fā)送緩沖寄存器發(fā)送緩沖寄存器UTXHnUTXHn寫入發(fā)送的數(shù)據(jù)。寫入發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收（請求發(fā)送）：數(shù)據(jù)接收（請求發(fā)送）：（1 1）選擇接收模式（中斷或者）選擇接收模式（中斷或者DMADMA模式）模式）（2 2）請求發(fā)送。先要查詢發(fā)送）請求發(fā)送。先要查詢發(fā)送/ /接收狀

21、態(tài)寄存器接收狀態(tài)寄存器UTRSTATn0UTRSTATn0的的接收緩沖器接收緩沖器“數(shù)據(jù)就緒狀態(tài)位數(shù)據(jù)就緒狀態(tài)位”是否為是否為1 1，如果是，如果是1 1，需要先讀取數(shù)據(jù)，需要先讀取數(shù)據(jù)，然后再請求對方發(fā)送數(shù)據(jù)，方法是對然后再請求對方發(fā)送數(shù)據(jù)，方法是對MODEMMODEM控制寄存器控制寄存器MCONnMCONn中的請求中的請求發(fā)送信號產生位置發(fā)送信號產生位置1 1，使，使UARTnUARTn發(fā)出發(fā)出nRTSnRTS信號。信號。整理ppt2009-2010下學期中斷或中斷或DMADMA請求請求 每個每個UARTUART都有都有3 3類、類、7 7種事件產生中斷請求或者種事件產生中斷請求或者DMA

22、DMA請求。請求。7 7種中斷請求事件是：溢出錯誤、奇偶校驗錯誤、幀格式錯誤、傳種中斷請求事件是：溢出錯誤、奇偶校驗錯誤、幀格式錯誤、傳輸中斷信號、接收緩沖器數(shù)據(jù)就緒、發(fā)送緩沖器空、發(fā)送移位器空。輸中斷信號、接收緩沖器數(shù)據(jù)就緒、發(fā)送緩沖器空、發(fā)送移位器空。它們可以分成它們可以分成3 3類：錯誤中斷請求、接收中斷請求、發(fā)送中斷請求。類：錯誤中斷請求、接收中斷請求、發(fā)送中斷請求。 接收中斷：接收中斷： 非非FIFOFIFO模式：當接收緩沖寄存器收到數(shù)據(jù)后，產生中斷請求。模式：當接收緩沖寄存器收到數(shù)據(jù)后，產生中斷請求。FIFOFIFO模式：模式：Rx FIFORx FIFO中數(shù)據(jù)的數(shù)目達到了觸發(fā)中斷

23、的水平，或中數(shù)據(jù)的數(shù)目達到了觸發(fā)中斷的水平，或者超時（在三幀時間內未收到任何數(shù)據(jù)），均產生中斷請求。者超時（在三幀時間內未收到任何數(shù)據(jù)），均產生中斷請求。 發(fā)送中斷：發(fā)送中斷：非非FIFOFIFO模式：當發(fā)送緩沖器空時，產生中斷請求。模式：當發(fā)送緩沖器空時，產生中斷請求。 FIFOFIFO模式：模式：Tx FIFOTx FIFO中數(shù)據(jù)的數(shù)目達到了觸發(fā)中斷的水平。中數(shù)據(jù)的數(shù)目達到了觸發(fā)中斷的水平。整理ppt2009-2010下學期 錯誤中斷：錯誤中斷：一共有一共有4 4種錯誤中斷：溢出錯誤、奇偶檢驗錯誤、幀格式錯誤、種錯誤中斷：溢出錯誤、奇偶檢驗錯誤、幀格式錯誤、傳輸中斷信號錯誤。傳輸中斷信號錯

24、誤。非非FIFOFIFO模式：只要有任何一個錯誤出現(xiàn)，就會產生中斷請求。模式：只要有任何一個錯誤出現(xiàn)，就會產生中斷請求。 FIFOFIFO模式：模式：Rx FIFORx FIFO中數(shù)據(jù)溢出，或者出現(xiàn)了幀格式錯誤、奇中數(shù)據(jù)溢出，或者出現(xiàn)了幀格式錯誤、奇偶校驗錯誤、傳輸中斷信號錯誤，都會產生中斷請求。偶校驗錯誤、傳輸中斷信號錯誤，都會產生中斷請求。說明：說明：（1 1）對于）對于“奇偶校驗錯誤、幀格式錯誤、傳輸中斷信號錯誤奇偶校驗錯誤、幀格式錯誤、傳輸中斷信號錯誤”中斷，在數(shù)據(jù)接收時就產生了，但是在數(shù)據(jù)接收產生時并非出現(xiàn)中斷中斷，在數(shù)據(jù)接收時就產生了，但是在數(shù)據(jù)接收產生時并非出現(xiàn)中斷請求，而是在讀出錯誤數(shù)據(jù)時才出現(xiàn)中斷請求。請求，而是在