第45章UART接口功能及應用

S3C44B0的UART接口功能及應用開發(fā)UART概述UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)通用異步收發(fā)器提供兩個獨立的UART；皆可工作于中斷和DMA模式，即UART可以通過產(chǎn)生中斷或DMA請求來完成CPU和UART間的數(shù)據(jù)傳輸；最高波特率達115.2Kbps；每一個UART單元包含一個16字節(jié)的FIFO，用于數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，其次還包含一個波特率發(fā)生器，接收器，發(fā)送器和控制單元。提供兩個串口DB9。其中UART1為主串口，可與PC或MODOM進行串行通迅。采用MAX3243E作為電平轉(zhuǎn)換器UART0只采用二根接線RXD和TXD，因此只能進行簡單的數(shù)據(jù)傳輸及接收功能。UART0采用MAX3221E作為電平轉(zhuǎn)換器。UART概述工作過程串口在電氣連接上有3wire和9wireUART程序設計串口初始化數(shù)據(jù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)UART的操作數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)接收自動流控制AFC（AutoFlowControl）非自動流控制波特率的產(chǎn)生回環(huán)（Loop-back）模式數(shù)據(jù)發(fā)送與接收工作過程數(shù)據(jù)幀格式：可編程，它包含1個開始位，5到8個數(shù)據(jù)位，一個可選奇偶位和1到2個的停止位，具體由行控制寄存器（ULCONn）來定義。接收狀態(tài)：溢出錯誤表明新的數(shù)據(jù)在舊數(shù)據(jù)沒有被讀取的情況下，覆蓋了舊的數(shù)據(jù)。奇偶錯誤表明接收器發(fā)現(xiàn)一個不希望出現(xiàn)的奇偶錯誤。幀錯誤表明接收到的數(shù)據(jù)沒有一個有效的停止位。斷點條件表明接收器收到的輸入保持了大于傳輸一幀數(shù)據(jù)時間的邏輯0狀態(tài)。UART的行控制寄存器UART行控制寄存器ULCON0 地址：0x01D00000 R/W 初始值0x00UART0的行控制寄存器ULCON1 地址：0x01D04000 R/W 初始值0x00UART1的行控制寄存器位位名稱描述[7]保留[6]Infra-RedMode該位確定是否使用紅外模式0＝普通操作模式

1＝紅外發(fā)送/接收模式[5:3]ParityMode該位確定奇偶如何產(chǎn)生和校驗0xx＝無

100＝奇校驗101＝偶校驗

110＝強制為1111＝強制為0[2]Stopbit該位確定停止位的個數(shù)0＝每幀一位停止位

1＝每幀兩位停止位[1:0]Wordlength該位確定數(shù)據(jù)位的個數(shù)00＝5位

01＝6位

10＝7位

11＝8位自動流控制AFCnRTS：發(fā)送請求信號nCTS：清除發(fā)送信號nCTS信號有效表示對方UART的接收FIFO已準備好，nRTS信號有效表示自己的接收器FIFO已經(jīng)準備好；CTS信號控制發(fā)送器的操作，接收器的狀態(tài)影響RTS信號非自動流控制主要用于與modem連接時使用UART控制寄存器UCON0 UART0控制寄存器

地址：0x01D00004 R/W 始值0x00UCON1 UART1控制寄存器地址：0x01D04004 R/W 初始值0x00位位名稱描述[9]Txinterrupttype發(fā)送中斷請求類型0＝脈沖

1＝電平[8]Rxinterrupttype接收中斷請求類型0＝脈沖

1＝電平[7]Rxtimeoutenable允許/不允許Rx超時中斷0＝不允許

1＝允許[6]interruptenable允許/不允許產(chǎn)生UART錯誤中斷0＝不允許

1＝允許[5]Loop-backMode該位為1使UART進入回環(huán)模式(loopback)模式0＝普通運行

1＝回環(huán)模式(loopback)[4]SendBreakSignal該位為1使UART發(fā)送一個暫停條件，該位在發(fā)送一個暫停信號后自動清除0＝正常傳送

1＝發(fā)送暫停條件[3:2]TransmitMode這兩位確定哪個模式可以寫TX數(shù)據(jù)到UART發(fā)送保持寄存器00＝禁止（Disable）01＝中斷請求或

polling模式10＝BDMA0請求(僅用于UART0)11＝BDMA1請求(僅用于UART1)[1:0]ReceiveMode這兩位確定哪個模式可以從UART接收緩沖寄存器讀數(shù)據(jù)00＝禁止（Disable）

01＝中斷請求或

polling模式10＝BDMA0請求(僅用于UART0)11＝BDMA1請求(僅用于UART1)波特率的產(chǎn)生UART傳輸?shù)臅r鐘：由內(nèi)部系統(tǒng)時鐘經(jīng)16位分頻器分頻后產(chǎn)生。UART波特率分頻寄存器

UBRDIV0UART波特率分頻寄存器UBRDIV0UART0波特率分頻寄存器地址：0x01D00028 R/W

UBRDIV1UART1波特率分頻寄存器

地址：0x01D04028 R/W

波特率的產(chǎn)生UBRDIVn＝(round_off)(MCLK/(bps×16))–1例如：如果波特率為115200bps，而MCLK為40MHz，則：UBRDIVn=(int)(40000000/(115200*16)+0.5)-1=(int)(21.7+0.5)-1=22-1=21round_off四舍五入UARTFIFO控制寄存器UFCON0 UART0FIFO控制寄存器地址：0x01D00008 R/W 初始值0x00UFCON1 UART1FIFO控制寄存器地址：0x01D04008 R/W 初始值0x00位位名稱描述[7:6]TxFIFOTriggerLevel這兩位確定發(fā)送FIFO的觸發(fā)條件00＝空

01＝4-byte10＝8-byte 11＝12-byte[5:4]RxFIFOTriggerLevel這兩位確定接收FIFO的觸發(fā)條件00＝4-byte 01＝8-byte10＝12-byte 11＝16-byte[3]保留[2]TxFIFOResetTXFIFO復位位，該位在FIFO復位后自動清除0＝正常

1＝TxFIFO復位[1]RxFIFOResetRxFIFO復位位該位在FIFO復位后自動清除0＝正常

1＝RxFIFO復位[0]FIFOEnable0＝FIFO禁止

1＝FIFO模式初始化voidUart_Init(int

mclk,intbaud){

inti;

mclk=MCLK;rUFCON0=0x0; //禁止FIFO

rUMCON0=0x0;

//禁止AFC

rULCON0=0x3; //普通模式，無奇偶校驗，1個停止位，8位數(shù)據(jù)位

rUCON0=0x245;//rx為邊沿觸發(fā)、tx為電平觸發(fā)、

//禁止超時中斷、產(chǎn)生接受錯誤中斷、

//普通傳送、發(fā)送與接受為輪循模式

rUBRDIV0=((int)(mclk/16./baud+0.5)-1);

for(i=0;i<100;i++);//延時作用}UART發(fā)送保持寄存器UTXH0/1 UTXH0 UART0發(fā)送緩沖寄存器

地址：0x01D00020(小端模式) 0x01D00023(大端模式)UTXH1 UART1發(fā)送緩沖寄存器地址：0x01D04020(小端模式) 0x01D04023(大端模式)

UART接收保持寄存器UART接收緩沖寄存器和FIFO寄存器URXH0 UART0接收緩沖寄存器地址：0x01D00024(小端模式) 0x01D00027(大端模式)URXH1 UART1接收緩沖寄存器地址：0x01D04024(小端模式) 0x01D04027(大端模式)UARTTx/Rx狀態(tài)寄存器UTRSTAT0

UART0TX/RX狀態(tài)寄存器地址：0x01D00010

R

初始值0x6 UTRSTAT1

UART1TX/RX狀態(tài)寄存器

地址：0x01D04010

R

初始值0x6 位位名稱描述[2]TransmitshifterEmpty該位在發(fā)送移位寄存器沒有有效的數(shù)據(jù)或發(fā)送移位寄存器為空時為10＝發(fā)送移位寄存器不空

1＝發(fā)送移位寄存器空[1]TransmitbufferEmpty該位在發(fā)送緩沖寄存器沒有包含有效的數(shù)據(jù)為1。如果UART使用FIFO，用戶應當檢查UFSTAT寄存器的TxFIFO計數(shù)位和TxFIFO滿標志位代替檢查該位。

0＝不空

1＝空[0]Receivebufferdataready無論何時接收緩沖寄存器包含有效數(shù)據(jù)，該位為1，如果UART使用FIFO，用戶應當檢查UFSTAT寄存器的RxFIFO計數(shù)位代替檢查該位。0＝空

1＝接收緩沖寄存器中有接收數(shù)據(jù)發(fā)送字符voidUart_SendByte(intdata){

if(data=='\n') {

while(!(rUTRSTAT0&0x2));//一直等到THR為空

Delay(10);//因為超級終端的響應慢

WrUTXH0('\r'); }

while(!(rUTRSTAT0&0x2));//一直等到THR為空

Delay(10);

WrUTXH0(data);//將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送保存寄存器中}

#defineWrUTXH0(ch)(*(volatileunsignedchar*)0x1d00020)=(unsignedchar)(ch)發(fā)送字符串voidUart_SendString(char*pt){while(*pt)

Uart_SendByte(*pt++);}

接收字符charUart_Getch(void){

while(!(rUTRSTAT0&0x1));//Receivedataread returnRdURXH0();

//返回接收保持寄存器的內(nèi)容}#defineRdURXH0() (*(volatileunsignedchar*)0x1d00024)voidMain(void){ charinput_char; /*userinputchar*/

inti;charpt_str[10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

sys_Init(); Uart_Init(0,115200);for(i=0;i<10;i++){

pt_str[i]=Uart_Getch();//接收到一個字符

Uart_SendByte(pt_str[i]);//發(fā)送剛才收到的字符

}

Uart_SendString(*pt_str);//發(fā)送整串字符}超級終端的配置打開超級終端：開始/程序/附件/通信/超級終端配置：

115200波特率，8位數(shù)據(jù)位，無奇偶檢驗，1位停止位，無硬件流控制。

格式化輸出函數(shù)Uart_Printf(“pleaseinput:\n“);voidUart_Printf(char*fmt,...){

va_list

ap;charstring[256];

va_start(ap,fmt);

vsprintf(string,fmt,ap);

Uart_SendString(string);

va_end(ap);}函數(shù)申明：

int

vsprintf(char*buf,constchar

*format,

va_list

arglist);

函數(shù)用途：

該函數(shù)作用同sprintf函數(shù)，向變量輸出格式化字符串。區(qū)別是參數(shù)表由一個va_list類型的指針代替

頭文件：

stdio.h

stdarg.h

輸入?yún)?shù)：

format:參數(shù)格式說明，具體參見printf函數(shù)

arglist:參數(shù)列表指針，類型va_list是一個void類型的指針(見stdarg.h)，即等價于：

int

vsprintf(char

*buf,

const

char

*format,

void

*arglist)

輸出參數(shù)：

buf:要寫入的緩沖區(qū)

實時時鐘RTC功能：日歷/時鐘及數(shù)據(jù)存儲功能定時功能特點：

RTC可在斷電后繼續(xù)使用

8位BCD數(shù)據(jù)，秒\分\時\日\月\年

硬件支持閏年產(chǎn)生器操作：讀/寫RTC模塊中的寄存器，讀取并設置產(chǎn)生滴答時鐘中斷。

RTC功能框圖

時鐘源由外部32.768KHz晶振提供操作：

1.讀取并設置當前的時間，讀/寫RTC模塊中的寄存器，

2.產(chǎn)生滴答時鐘中斷。寄存器寄存器名稱功能RTCCONRTC控制寄存器用于控制BCD寄存器的讀/寫使能

BCDSECBCD秒寄存器用于存放秒的BCD值BCDMINBCD分鐘寄存器用于存放月的BCD值BCDHOURBCD小時寄存器用于存放小時的BCD值BCDDAYBCD日寄存器用于存放日的BCD值BCDDATEBCD星期寄存器用于存放星期的BCD值BCDMONBCD月寄存器用于存放月的BCD值BCDYEARBCD年寄存器用于存放年的BCD值TICNTTICKTIME計數(shù)寄存器用于確定是否允許時間滴答中斷和時間中斷的計數(shù)值。RTC控制寄存器RTCCON地址：0x01D70040(小端) R/W(字節(jié))初始值：0x0位位名稱描述[3]CLKRSTRTC時鐘計數(shù)復位：0＝不復位

1＝復位[2]CNTSELBCD計數(shù)器選擇：0＝組合的BCD計數(shù)器

1＝保留(分離的BCD計數(shù)器)[1]CLKSELBCD計數(shù)器時鐘選擇0＝XTAL1/215dividedclock1＝保留(XTALclockonlyfortest)[0]RTCENRTC讀寫允許：

0＝禁止

1＝允許如果RTC讀寫允許，STOP電流將大大增大，為了減少STOP電流，當不存取RTC時，設置該位為0，雖然為0，但RTC時鐘仍運行。1.讀取并設置當前的時間讀取當前時間訪問RTC模塊的寄存器，首先要設RTCCON的bit0為1。CPU通過讀取RTC模塊中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON和BCDYEAR的值，得到當前的相應時間值。但是，在RTC模塊中，由于多個寄存器在讀，可能會產(chǎn)生1s的偏差。例如：當用戶從BCDYEAR到BCDMIN讀寄存器時，結果假定是1959年12月31日23時59分，當用戶讀BCDSEC寄存器并且結果是從1到59，這沒問題，但如果結果是0秒，則年月日時分秒可能變?yōu)?960年1月1日0時0秒，因為存在1秒偏差。所以這時，若BCDSEC是0，用戶應該從BCDYEAR向BCDSEC重新讀取數(shù)據(jù)。voidRead_Rtc(void){

Uart_Printf(“youcanreadRTCValue");

rRTCCON=0x01;//R/Wenable,1/32768,Normal(merge),Noresetwhile(1){

if(rBCDYEAR==0x99) year=0x1999; else year=0x2000+rBCDYEAR; month=rBCDMON; day=rBCDDAY; weekday=rBCDDATE; hour=rBCDHOUR; min=rBCDMIN; sec=rBCDSEC;

if(sec!=0) break;}

rRTCCON=0x0;//R/Wdisable(forpowerconsumption)}rtc.h文件#defineTESTYEAR (0x02)#defineTESTMONTH (0x12)#defineTESTDAY (0x31)#defineTESTDATE(0x03)#defineTESTHOUR (0x23)#defineTESTMIN (0x59)#defineTESTSEC (0x59)#include"rtc.h“voidRtc_Init(void){

rRTCCON=0x01; //R/Wenable,1/32768,Normal(merge),Noreset

rBCDYEAR=TESTYEAR;

rBCDMON=TESTMONTH;

rBCDDAY=TESTDAY; //SUN:1MON:2TUE:3WED:4THU:5FRI:6SAT:7

rBCDDATE=TESTDATE;

rBCDHOUR=TESTHOUR;

rBCDMIN=TESTMIN;

rBCDSEC=