第8章串行通信

主要內(nèi)容1324S3C2410簡介I/O口時鐘與定時器中斷5UART6DMA第8章UART8.1UART工作原理1、UART（UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter）通用異步收發(fā)器，是廣泛使用的串行數(shù)據(jù)傳輸方式。2、串行數(shù)據(jù)傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)RS232C是通用的串行數(shù)據(jù)傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)，常用DB9引腳，DB9引腳定義如下：3、串口之間的連接遠(yuǎn)距離：串口->調(diào)制解調(diào)器后連接需要連接串口的各個引腳，串口完全連接近距離：串口之間直接連接常用簡單連接（三線連接），只連接發(fā)送數(shù)據(jù)線，接收數(shù)據(jù)線，地線波特率9600，傳輸距離不超過15米簡單連接完全連接4、UART字符傳輸格式

UART以字符為單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每個字符的傳輸格式如下，一幀數(shù)據(jù)：

空閑位：高電平起始位：低電平數(shù)據(jù)位：5-8位校驗位：可選停止位：1或2位8.2S3C2410A的UART一、S3C2410UART端口簡介1、S3C2410提供3個獨立的異步串行端口UARTUART0,UART1,UART22、每個UART都可以運行于中斷模式或DMA模式，發(fā)出中斷請求和DMA請求實現(xiàn)在UART,CPU間的數(shù)據(jù)傳遞3、每個UART由波特率發(fā)生器、發(fā)送器、接收器以及控制單元組成。

UART數(shù)據(jù)傳輸過程：s2410UART的每個通道都有16字節(jié)的發(fā)送FIFO和16字節(jié)的接收FIFO。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(fù)制到“發(fā)送移位器”中，發(fā)送移位器將數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送到TXDn上。接收數(shù)據(jù)時，“接收移位器”將RXDn上的數(shù)據(jù)一位一位接收過來，然后復(fù)制到接收FIFO中，CPU即可從中讀取數(shù)據(jù)。

二、UART相關(guān)操作和模式包括數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、中斷產(chǎn)生、波特率產(chǎn)生、回送模式、紅外模式和自動流控制1、數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的格式設(shè)置由ULCONn寄存器指定2、數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)的格式設(shè)置由ULCONn寄存器指定3、自動流控制（AutoFlowControlAFC)兩個數(shù)據(jù)流控制信號nRTS(請求發(fā)送信號），nCTS(允許發(fā)送）自動流控制就是由nRTS和nCTS控制數(shù)據(jù)的發(fā)送注意：如UART與調(diào)制解調(diào)器相連，則必須禁止AFC

4、波特率發(fā)生器功能：為每個Uart的發(fā)送器和接收器提供時鐘波特率發(fā)生器操作：波特率時鐘=PCLK(UEXTCLK)/(16*16位因子)16位因子由波特率寄存器指定,UBRDIVnUBRDIVn=(int)(PCLK/(bps*16))-1UBRDIVn=(int)(UEXTCLK/(bps*16))-1例：波特率是115200，PCLK是40MHZ,那么UBRDIVn的值為：UBRDIVn=（int）（40000000/(115200*16))-1=(int)(27.1)-1=265、回送模式（測試模式）s2410的UART提供一種測試模式，可用于發(fā)現(xiàn)通信連接中的孤立錯誤。RXD與TXD直接相連發(fā)送的數(shù)據(jù)直接通過RXD接受，從而測試整個系統(tǒng)通過UCONn寄存器設(shè)置6、紅外模式s2410的UART支持紅外的發(fā)送和接受，通過ULCONn寄存器設(shè)置三、UART使用流程1、選擇涉及引腳位UART功能，GPH2~GPH7對應(yīng)三個UART的RXD,TXD引腳2、設(shè)置波特率，傳輸格式（多少個數(shù)據(jù)位，校驗位，和停止位等）3、選擇UART通道的工作模式位查詢，中斷或DMA模式4、發(fā)送寫入發(fā)送寄存器接受讀接收寄存器的值6、查詢狀態(tài)寄存器或設(shè)置中斷來了解數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢或是否接受完畢實例1：使用2410的UART0實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，從UART0接受到PC機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過UART0發(fā)送到PC機，在終端上進行顯示。波特率115200，1位停止位，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)位,使用查詢方式。四、與UART相關(guān)的寄存器UART行控制寄存器（ULCONn）UART控制寄存器（UCONn）UARTFIFO控制寄存器（UFCONn）UARTModem控制寄存器（UMCONn）UARTTX/RX狀態(tài)寄存器（UTRSTATn）UART發(fā)送緩沖寄存器（UTXHn）UART接收緩沖寄存器（URXHn）UART波特率因子寄存器（UBRDIVn）

四、與UART相關(guān)的寄存器1、UBRDIVn（UARTbandratedivisor)功能：設(shè)置波特率發(fā)生器n=0，1，2地址：UBRDIV0：0x50000028UBRDIV1：0x50004028UBRDIV2：0x50008028UBRDIVn=(int)(PCLK/(bps*16))-1UBRDIVn=(int)(UEXTCLK/(bps*16))-1#definerULCON0(*(volatileunsigned*)0x50000000)//UART0行控制寄存器#definerUCON0(*(volatileunsigned*)0x50000004)//UART0控制寄存器#definerUFCON0(*(volatileunsigned*)0x50000008)//UART0FIFO控制寄存器#definerUMCON0(*(volatileunsigned*)0x5000000c)//UART0Modem控制寄存器#definerUTRSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000010)//UART0Tx/Rx狀態(tài)寄存器#definerUERSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000014)//UART0Rx錯誤狀態(tài)寄存器#definerUFSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000018)//UART0FIFO狀態(tài)寄存器#definerUMSTAT0(*(volatileunsigned*)0x5000001c)//UART0Modem狀態(tài)寄存器#definerUBRDIV0(*(volatileunsigned*)0x50000028)//UART0波特率因子寄存器……voidUart_Init(intpclk,intbaud){inti;if(pclk==0)pclk=PCLK;rUFCON0=0x0;//UART0FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUFCON1=0x0;//UART1FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUFCON2=0x0;//UART2FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUMCON0=0x0;//UART0MODEM控制寄存器，AFC禁止rUMCON1=0x0;//UART1MODEM控制寄存器，AFC禁止//UART0rULCON0=0x3;//行控制寄存器：正常模式，無奇偶校驗，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位。rUCON0=0x245;//控制寄存器

rUBRDIV0=((int)(pclk/16./baud+0.5)-1);//波特率因子寄存器

……}1、ULCONn（UARTlinecontrol）UART行控制寄存器功能：設(shè)置傳輸格式地址：表8.1位【6】：紅外/正常模式選擇

0--正常模式；1--紅外模式位【5：3】：奇偶校驗?zāi)Ｊ竭x擇

0xx--無奇偶校驗；100--奇校驗；101--偶校驗110--強制校驗1；111--強制校驗0位【2】：停止位選擇

0--1個停止位；1—2個停止位位【1:0】：字長00—5位；01---6位；10---7位；11—8位Uart_Init函數(shù)中：rULCON0=0x3;//行控制寄存器：正常模式，無奇偶校驗，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位。2、UCONn（UARTcontrol）UART控制寄存器功能：用于選擇UART時鐘源，設(shè)置UART中斷方式地址：表8.2位【10】：選擇使用的時鐘

0—使用PCLK1----使用UEXTCLK位【9】：發(fā)送中斷類型0—脈沖1---電平位【8】：接受中斷類型

0—脈沖1---電平位【7】：使能/禁止RX接收超時中斷

0—禁止1----使能位【6】：使能/禁止接收錯誤中斷（如幀錯誤，溢出錯誤）0—禁止1----使能位【5】：回送模式選擇

0---正常模式1----回送模式位【4】：選擇是否在一幀數(shù)據(jù)中發(fā)送間隔信號

0----不發(fā)送1------發(fā)送位【3：2】：選擇如何將TX數(shù)據(jù)發(fā)送到緩沖寄存器中00---禁止01---中斷方式或查詢方式10---DMA0,DMA3請求11----DMA1請求位【1：0】：選擇如何將RX數(shù)據(jù)接收到緩沖寄存器中00---禁止01---中斷方式或查詢方式10---DMA0,DMA3請求11----DMA1請求

rUCON0=(0<<10)|(1<<9)|(0<<8)|(0<<7)|(1<<6)|(0<<5)|(0<<4)|(0<<3)|(1<<2)|(1);或rUCON0=0x245;3、UFCONn寄存器（UARTFIFOCONTROL)UARTFIFO控制寄存器功能：用于設(shè)置是否使用FIFO，設(shè)置FIFO的觸發(fā)閾值地址：表8.3注意：不使用FIFO時，F(xiàn)IFO深度位1寄存器各位描述見表8.3本例中，不使用FIFO

rUFCON0=0x0;//UART0FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUFCON1=0x0;rUFCON2=0x0;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4、UMCONn（UARTmodemcontrol）UARTMODEM控制器功能：用于設(shè)置調(diào)制解調(diào)器相連的控制信號地址：表8.4位含義：表8.4關(guān)鍵：設(shè)置使用AFC,還是調(diào)制解調(diào)器，使用調(diào)制解調(diào)器則用軟件控制RTS等信號。程序中：AFC（自動流控制）禁止rUMCON0=0x0;//UART0MODEM控制寄存器，AFC禁止rUMCON01=0x0;5、URTSTATn寄存器（UARTTX/RXstatus）發(fā)送/接收狀態(tài)寄存器功能：用來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)，見表8.5地址：URTSTAT0->0x50000010URTSTAT1->0x50004010URTSTAT2->0x50008010位【1】：發(fā)送緩沖區(qū)空位當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù)時，此位由硬件自動設(shè)為11---發(fā)送緩沖器空0----不空位【0】：接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)就緒位當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時，此位由硬件自動設(shè)為11----接到數(shù)據(jù)0----未接到數(shù)據(jù)說明：查詢法實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，主要時查詢這些位數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，是否已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)程序中（1）發(fā)送的查詢

while(!(rUTRSTAT0&0x2));

語句解釋：判斷UTRSTAT0[1]位是否為0，為0則條件為真，執(zhí)行while語句，為1則條件為假，執(zhí)行while語句下面的語句。引申：判斷發(fā)送緩沖器是否空，“不空”相應(yīng)為0，條件為真則繼續(xù)執(zhí)行while語句等待，“空”相應(yīng)位為1，條件為假，執(zhí)行while語句下面的語句。（2）接收的查詢

while(!(rUTRSTAT0&0x1))

語句解釋：判斷UTRSTAT0[0]是否為0，為‘0’則執(zhí)行while語句，等待，為‘1’則向下執(zhí)行引申：判斷接受緩沖器是否有數(shù)據(jù)，無接受的數(shù)據(jù)，繼續(xù)執(zhí)行while語句，等待，有接受數(shù)據(jù)，向下執(zhí)行位【1】：發(fā)送緩沖區(qū)空位1---發(fā)送緩沖器空0----不空位【0】：接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)就緒位

1----接到數(shù)據(jù)0----未接到數(shù)據(jù)6、UERSTATn（UART錯誤狀態(tài)寄存器）見表8.6功能：反應(yīng)UART的錯誤狀態(tài)7、UFSTATn（UARTFIFO狀態(tài)寄存器）見表8.7功能：反應(yīng)FIFO狀態(tài)8、UTXHn寄存器（UART發(fā)送緩沖寄存器），cpu將數(shù)據(jù)寫入這個寄存器中，UART即會將數(shù)據(jù)自動發(fā)送出去，見表8.8地址UTXH00x50000023UTXH10x50004023UTXH20x50008023【7..0】：存放要發(fā)送的數(shù)據(jù)（8位）9、URXHn寄存器（UART接收緩沖寄存器）UART接收到數(shù)據(jù)時，cpu讀取這個寄存器，即可獲得接受數(shù)據(jù)到的數(shù)據(jù)，見表8.9URXH00x50000027URXH10x50004027URXH20x50008027【7..0】：存放接受到的數(shù)據(jù)（8位）程序中：#definerUTXH0(*(volatileunsignedchar*)0x50000023)#definerURXH0(*(volatileunsignedchar*)0x50000027)

10、UBRDIVn（UARTbandratedivisor)功能：設(shè)置波特率發(fā)生器n=0，1，2地址：UBRDIV0：0x50000028UBRDIV1：0x50004028UBRDIV2：0x50008028見表8.10UBRDIVn=(int)(PCLK/(bps*16))-1UBRDIVn=(int)(UEXTCLK/(bps*16))-1#definerULCON0(*(volatileunsigned*)0x50000000)//UART0行控制寄存器#definerUCON0(*(volatileunsigned*)0x50000004)//UART0控制寄存器#definerUFCON0(*(volatileunsigned*)0x50000008)//UART0FIFO控制寄存器#definerUMCON0(*(volatileunsigned*)0x5000000c)//UART0Modem控制寄存器#definerUTRSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000010)//UART0Tx/Rx狀態(tài)寄存器#definerUERSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000014)//UART0Rx錯誤狀態(tài)寄存器#definerUFSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000018)//UART0FIFO狀態(tài)寄存器#definerUMSTAT0(*(volatileunsigned*)0x5000001c)//UART0Modem狀態(tài)寄存器#definerUBRDIV0(*(volatileunsigned*)0x50000028)//UART0波特率因子寄存器……實例1：使用2410的UART0實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，從UART0接受到PC機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過UART0發(fā)送到PC機，在終端上進行顯示。波特率115200，1位停止位，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)位,使用查詢方式。程序舉例：使用2410的UART0實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，從UART0接受到PC機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過UART0發(fā)送到PC機，在終端上進行顯示。從UART0接收數(shù)據(jù)，然后分別從UART0發(fā)送出去。

波特率115200，1位停止位，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)位,使用查詢方式。

1．定義與UART相關(guān)的寄存器。#definerULCON0(*(volatileunsigned*)0x50000000)//UART0行控制寄存器#definerUCON0(*(volatileunsigned*)0x50000004)//UART0控制寄存器#definerUFCON0(*(volatileunsigned*)0x50000008)//UART0FIFO控制寄存器#definerUMCON0(*(volatileunsigned*)0x5000000c)//UART0Modem控制寄存器#definerUTRSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000010)//UART0Tx/Rx狀態(tài)寄存器#definerUERSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000014)//UART0Rx錯誤狀態(tài)寄存器#definerUFSTAT0(*(volatileunsigned*)0x50000018)//UART0FIFO狀態(tài)寄存器#definerUMSTAT0(*(volatileunsigned*)0x5000001c)//UART0Modem狀態(tài)寄存器#definerUBRDIV0(*(volatileunsigned*)0x50000028)//UART0波特率因子寄存器#definerUTXH0(*(volatileunsignedchar*)0x50000020)//發(fā)送緩沖寄存器#definerURXH0(*(volatileunsignedchar*)0x50000024)//接收緩沖寄存器#defineWrUTXH0(*(volatileunsignedchar*)0x500000020)#defineRdURXH0(*(volatileunsignedchar*)0x50000024)…2．對串口進行初始化操作。參數(shù)pclk為時鐘源的時鐘頻率，band為數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈?。voidUart_Init(intpclk,intbaud){inti;if(pclk==0)pclk=PCLK;

rUFCON0=0x0;//UART0FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUFCON1=0x0;//UART1FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止rUFCON2=0x0;//UART2FIFO控制寄存器，F(xiàn)IFO禁止

rUMCON0=0x0;//UART0MODEM控制寄存器，AFC禁止rUMCON1=0x0;//UART1MODEM控制寄存器，AFC禁止//UART0

rULCON0=0x3;//行控制寄存器：正常模式，無奇偶校驗，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位。rUCON0=0x245;//控制寄存器rUBRDIV0=((int)(pclk/16./baud+0.5)-1);//波特率因子寄存器

//UART1

rULCON1=0x3;rUCON1=0x245;//控制寄存器rUBRDIV1=((int)(pclk/16./baud+0.5)-1);//波特率因子寄存器

//UART2

rULCON2=0x3;rUCON2=0x245;//控制寄存器rUBRDIV2=((int)(pclk/16./baud+0.5)-1);//波特率因子寄存器

for(i=0;i<100;i++);}

voidUart_Select(intch){whichUart=ch;}3．選擇通道whichUart為全局變量，指示當(dāng)前選擇的UART通道，如用通道0，則whichUart=04．使用串口發(fā)送數(shù)據(jù)使用串口發(fā)送一個字節(jié)的代碼如下：voidUart_SendByte(intdata){

if(whichUart==0){if(data==‘\n’){//如果輸入數(shù)據(jù)為換行while(!(rUTRSTAT0&0x2));//判斷發(fā)送緩沖器是否為空，不空則等待，空則向下執(zhí)行Delay(10);//延時，因為超級終端速度較慢

WrUTXH0=‘\r’；（發(fā)送回車符））（或者rUTXH0=‘\r’;

）}while(!(rUTRSTAT0&0x2));//等待直到發(fā)送緩沖器不空Delay(10);

WrUTXH0=data；

（發(fā)送數(shù)據(jù)）（或者rUTXH0=data;

）}elsif(whichUart==1){if(data==‘\n’){//如果輸入數(shù)據(jù)為換行while(!(rUTRSTAT1&0x2));//判斷發(fā)送緩沖器是否為空，不空則等待，空則向下執(zhí)行）Delay(10);//延時，因為超級終端速度較慢WrUTXH0=‘\r’；（發(fā)送回車符））（或者rUTXH1=‘\r’;）}while(!(rUTRSTAT1&0x2));//等待直到發(fā)送緩沖器不空Delay(10);WrUTXH0=data；（發(fā)送數(shù)據(jù)）（或者rUTXH1=data;）}elsif(whichUart==2){if(data==‘\n’){//如果輸入數(shù)據(jù)為換行while(!(rUTRSTAT2&0x2));//判斷發(fā)送緩沖器是否為空，不空則等待，空則向下執(zhí)行）Delay(10);//延時，因為超級終端速度較慢rUTXH2=‘\r’;（發(fā)送回車符））（或者WrUTXH0=‘\r’；）}while(!(rUTRSTAT2&0x2));//等待直到發(fā)送緩沖器不空Delay(10);WrUTXH0=data；（發(fā)送數(shù)據(jù)）（或者rUTXH2=data;）}5、串口發(fā)送字符串voidUart_SendString(char*pt){while(*pt)Uart_SendByte(*pt++);}6、串口屏幕打印，串口發(fā)送數(shù)據(jù)voidUart_Printf