劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)

第6章片內(nèi)功效模塊劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第1頁本章重點:⑴S3C2410A

PWM（脈寬調(diào)制）定時器概述；

PWM定時器操作；PWM定時器特殊功效存放器；

PWM定時器應(yīng)用舉例。在PWM定時器操作中，詳細講述了自動重裝與雙緩沖、手動更新、脈寬調(diào)制、輸出電平控制、死區(qū)發(fā)生器、DMA請求模式等內(nèi)容。⑵S3C2410A

RTC（實時時鐘）概述；RTC組成與

操作；RTC特殊功效存放器；RTC程序舉例。在

RTC組成與操作中，詳細講述了閏年產(chǎn)生器、讀/寫存放器、后備電池、報警功效、節(jié)拍時間中止等內(nèi)容。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第2頁⑶S3C2410A看門狗定時器（WDT）概述；看門狗

定時器操作；看門狗定時器特殊功效存放器；看門狗定時器程序舉例。(4)串行異步通信基礎(chǔ)；S3C2410A

UART組成及操作；UART特殊功效存放器；UART與RS-232C接口連接舉例；UART程序舉例；UART與紅外收發(fā)器連接舉例。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第3頁模數(shù)轉(zhuǎn)換器與觸摸屏接口,包含：ADC與基礎(chǔ)觸摸屏接口基礎(chǔ)知識；ADC與觸摸屏接口概述；

ADC與觸摸屏接口操作；ADC與觸摸屏接口特殊功效存放器；ADC程序舉例；ADC與觸摸屏接口程序舉例。S3C2410A

IIC總線接口概述；IIS總線接口概述；SPI總線接口概述；MMC/SD/SDIO概述。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第4頁6.1

PWM定時器劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第5頁6.1.1

PWM定時器概述⒈定時器模塊參見圖6.1，S3C2410A有5個16位定時器。定時

器0~3帶有脈寬調(diào)制（Pulse

Width

Modulation，PWM）功效，這4個定時器輸出信號連接到

S3C2410ATOUT0~TOUT3引腳，輸出波形頻率和占空比可編程控制。定時器4是一個內(nèi)部定時器，沒有PWM功效，輸出信號不連接到

S3C2410A引腳。定時器0有一個死區(qū)發(fā)生器（dead

zone

generator），能夠用于對大電流設(shè)備進行控制。定時器0和1共用一個8位預(yù)分頻器（prescaler），定時器2~4共用另一個8位預(yù)分頻器。定時器計數(shù)時鐘信號起源于時鐘分頻器（clock

divider）經(jīng)過編程能夠選擇時鐘分頻器1/2、1/4、1/8、1/16分頻信號或選擇使用TCLK0、TCLK1。8位預(yù)分頻器是可編程，依據(jù)保留在定時器配置存放器

TCFG0中預(yù)分頻值，對PCLK分頻。定時器配置存放器TCFG1為每個定時器選擇時鐘分頻信號（1/2、1/4、1/8、1/16）或選擇TCLK0、TCLK1。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第6頁S3C2410A片內(nèi)定時器，支持自動重裝模式（一次定時結(jié)束，以重裝值開始下一次定時）或一次脈沖模式（一次定時結(jié)束，停頓定時器）。定時器模塊圖見圖6.1。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第7頁劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第8頁⒉定時器存放器組成和定時器主要操作過程

參見圖6.2，除了定時器4，定時器0~3中每個定時器內(nèi)部，都有下述存放器。⑴定時器計數(shù)緩沖器存放器TCNTBn，程序可讀寫，用于保留定時器計數(shù)初值。在手動更新（manual

update）允許時，將這個初值送到定時器計數(shù)存放器TCNTn，在TCNTn中進行遞減計數(shù)操作。當(dāng)自動重裝（auto

reload）允許時，一次計數(shù)結(jié)束（TCNTn遞減計數(shù)到達0時），自

動將TCNTBn值裝到TCNTn。TCNTBn值不一樣，決定了輸出信號TOUTn頻率不一樣。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第9頁劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第10頁⑵定時器比較緩沖器存放器TCMPBn，程序可讀寫，用于保留定時器比較初值。在手動更新允許時，將這個初值送到定時器比較存放器

TCMPn。當(dāng)執(zhí)行計數(shù)TCNTn值與TCMPn值相等

時，計數(shù)器輸出信號TOUTn電平由低變高。當(dāng)自動重裝允許時，一次計數(shù)結(jié)束（TCNTn遞減計數(shù)到達0時），自動將TCMPBn值裝到TCMPn。TCMPBn值，被用作脈寬調(diào)制，即在輸出信號

TOUTn頻率不變時，對每個輸出脈沖低電平、高電平占用時間調(diào)制，也稱為輸出信號占空比調(diào)制。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第11頁⑶定時器計數(shù)存放器TCNTn，是內(nèi)部存放器，程序不可讀寫。TCNTn也稱為減法計數(shù)器、倒計數(shù)器或遞減計數(shù)器。定時器計數(shù)操作在

TCNTn中執(zhí)行。TCNTn計數(shù)時鐘信號起源于時鐘分頻器。當(dāng)TCNTn一次計數(shù)結(jié)束，或產(chǎn)生DMA請求，或產(chǎn)生中止請求，由編程決定。當(dāng)一次計數(shù)結(jié)束，假如自動重裝允許時，TCNTBn值送TCNTn、TCMPBn值送TCMPn，開始下一次計數(shù)；假如自動重裝禁止，則計數(shù)器停頓。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第12頁⑷定時器比較存放器TCMPn，是內(nèi)部存放器，程序不可讀寫。在計數(shù)過程中，一旦TCNTn值與TCMPn值相等，計數(shù)器輸出TOUTn電平由低變高。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第13頁⑸定時器計數(shù)觀察存放器TCNTOn，程序可讀寫。在計數(shù)過程中，假如希望讀出TCNTn值，只能經(jīng)過讀出

TCNTOn實現(xiàn)，不能直接讀TCNTn值。要使定時器0~3運行，主要操作包含：經(jīng)過編程先送出計數(shù)值到TCNTBn，送出比較值（脈寬調(diào)制值）到TCMPBn。當(dāng)設(shè)置為手動更新允許時，定時器自動將

TCNTBn、TCMPBn內(nèi)容送TCNTn、TCMPn。然后設(shè)置開啟定時器（TCON存放器對應(yīng)start/stop位為1），則TCNTn開始遞減計數(shù)。計數(shù)過程中當(dāng)TCNTn值與TCMPn值相等時，輸出信號TOUTn電平由低變高。假

如允許自動重裝，當(dāng)TCNTn計數(shù)到達0時，進行重裝，同時產(chǎn)生中止請求或DMA請求，再開始下一次定時。假如不允許自動重裝，則定時器停頓。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第14頁在計數(shù)過程中，能夠給TCNTBn和TCMPBn裝入

一個新值，在自動重裝方式，新值只能用于下一次定時，對當(dāng)前正在進行定時操作，不產(chǎn)生影響。定時器4除了沒有TCMPB4和TCMP4存放器外，

其它存放器與定時器0~3相同。定時器4不能進行脈寬調(diào)制，只能經(jīng)過對TCNTB4設(shè)置不一樣值，改變輸出信號頻率。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第15頁⒊PWM定時器用到S3C2410A引腳信號

PWM定時器輸出信號，作為

S3C2410ATOUT0~TOUT3引腳信號。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第16頁能夠?qū)3C2410A引腳引入時鐘源TCLK1、TCLK0，作為定時器時鐘信號。6.1.2

PWM定時器操作⒈基本定時操作基本定時操作見圖6.3(p179)。⒉自動重裝與雙緩沖S3C2410A

PWM定時器有雙緩沖功效，也就是說有兩個緩沖器，定時器計數(shù)緩沖器存放器

TCNTBn和定時器比較緩沖器存放器TCMPBn。圖6.4(p181)是雙緩沖功效一個舉例，圖中省略了TCMPBn存放器值。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第17頁⒊定時器初始使用手動更新位和反相器位

(p181)⒋定時器操作舉例定時器操作舉例見圖6.5(p182)。⒌脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制（Pulse

Width

Modulation，PWM）功效經(jīng)過使用TCMPBn存放器來實現(xiàn)，而PWM頻率由TCNTBn存放器值確定。圖6.6(p183)經(jīng)過舉例，表明了TCMPBn值越小，

TOUTn輸出高電平時間越短，輸出低電平時間越長；而TCMPBn值越大，TOUTn輸出高電平時間越長，輸

出低電平時間越短。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第18頁⒍輸出電平控制

如圖6.7(p183)所示，反相器設(shè)定為off或on，其輸出信號TOUTn波形高低電平恰好相反。⒎死區(qū)發(fā)生器（dead

zone

generator）

使用PWM對大電流設(shè)備進行控制時，經(jīng)常用到死區(qū)（dead

zone）功能。死區(qū)功能在切斷一個開關(guān)設(shè)備和接通另一個開關(guān)設(shè)備之間，允許插入一個時間間隙。在這個時間間隙，禁止兩個開關(guān)設(shè)備同時被接通，即使接通非常短時間也不允許。劉·彥文等LINUX當(dāng)環(huán)境嵌入定式系統(tǒng)時開發(fā)基器死區(qū)功能被允許時，輸出波形見圖礎(chǔ)

第19頁⒏DMA請求模式定時器在每段指定時間后（一次定時結(jié)束）能夠產(chǎn)生DMA請求信號。DMA模式配置和DMA/中止操作見表6.1(p184)。圖6.9(p185)表明，定時器3一旦設(shè)置為DMA模式，將不產(chǎn)生中止請求。定時器3DMA請求和響應(yīng)時間關(guān)系，也在圖6.9中給出。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第20頁6.1.3

PWM定時器特殊功效存放器⒈定時器配置存放器0定時器配置存放器0，即TCFG0，用于對兩個8位預(yù)分頻器配置，而且設(shè)置死區(qū)長度。其地址為0x51000000，可讀寫，Reset值為0x00000000，詳細含義見表6.2(p185)。定時器輸入時鐘頻率=PCLK/{prescaler值+1}/{divider值}{prescaler值}=0~255{divider值}=2、4、8、16劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第21頁⒉定時器配置存放器1定時器配置存放器1，即TCFG1，用于選擇DMA請求通道和選擇各定時器MUX（多路開關(guān)）輸入。其地址為0x51000004，可讀寫，Reset值為0x00000000，詳細含義見表6.3(p185)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第22頁⒊定時器控制存放器定時器控制存放器，即TCON，用于對各定時器自動重裝on/off、手動更新是否、開啟/停頓和輸出反相器on/off進行設(shè)置，其地址為0x51000008，可讀寫，Reset值為0x00000000，詳細含義見表6.4(p186)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第23頁⒋定時器計數(shù)緩沖器存放器、比較緩沖器存放器和計數(shù)觀察存放器定時器0~4都有計數(shù)緩沖器存放器TCNTBn和計

數(shù)觀察存放器TCNTOn，定時器4沒有比較緩沖器存放器，定時器0~3有比較緩沖器存放器TCMPBn。除了地址不一樣以外，各定時器對應(yīng)存放器含義相同，如表6.5(p187)和表6.6(p188)所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第24頁6.1.4

PWM定時器應(yīng)用舉例【例6.1】當(dāng)PCLK=66.5MHz時，選擇不一樣時

鐘分頻（1/2、1/4、1/8、1/16）輸入，分別計算定時器最小分辨率、最大分辨率及最大定時區(qū)間。參見6.1.3節(jié)中定時器配置存放器TCFG0內(nèi)容，依據(jù)定時器輸入時鐘頻率計算式，計算結(jié)果見表6.7(p188)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第25頁⑴最小分辨率：定時器輸入時鐘頻率=PCLK/{prescaler值+1}/{divider值}=66.5(MHz)/{0+1}/{2}=33.2500(MHz)一個計數(shù)脈沖時間=1/33.2500(MHz)=0.0300(μs)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第26頁⑵最大分辨率：定時器輸入時鐘頻率=PCLK/{255+1}/{2}=66.5(MHz)/256/2=129.8828(kHz)一個計數(shù)脈沖時間=1/129.8828(kHz)=7.6992(μs)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第27頁⑶最大定時區(qū)間：因為TCNTBn=65535，計數(shù)到0共65536個計數(shù)脈沖，所以65536×7.6992(μs)=0.5045(sec)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第28頁【例6.2】下面給出了使用C語言編寫，對定時器

0/1/2/3測試程序片段，假定程序中用到存放器地址在別程序中已定義過。(見參考書p189)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第29頁6.2實時時鐘劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第30頁6.2.1

RTC概述S3C2410A芯片內(nèi)部有一個實時時鐘（Real

TimeClock，RTC）模塊，當(dāng)系統(tǒng)電源閉合時，使用系統(tǒng)提供電源，當(dāng)系統(tǒng)電源切斷時，由后備電池為

RTC模塊供電。不論系統(tǒng)加電或切斷電源，RTC都在運行；能夠?qū)TC設(shè)定報警時間。使用STRB／LDRB指令，能夠在RTC和CPU之間傳送8位BCD碼數(shù)據(jù)，包含秒、分、時、日、星期、月、年。RTC模塊使用32.768kHz外部晶振工作。·

RTC作為系統(tǒng)時鐘使用，也能夠執(zhí)行報警功效、產(chǎn)生節(jié)拍時間中止。主要特點有：

·使用BCD碼表示秒、分、時、日、星期、月、年；·有閏年產(chǎn)生器；

·報警功效：有報警中止或從Power_OFF模式中喚醒功效；·處理了問題；·獨立電源引腳（RTCVDD）；·支持毫秒級節(jié)拍時間中止，可用于RTOS內(nèi)核；劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)

第31頁RTC用到S3C2410A引腳信號有：劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第32頁外接晶振引腳信號XTIrtc、XTOrtc和外接電源引腳RTCVDD（1.8V）。6.2.2

RTC組成與操作

RTC組成框圖見圖6.10。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第33頁⒈閏年產(chǎn)生器

閏年產(chǎn)生器基于從BCDDATE、BCDMON、BCDYEAR來數(shù)據(jù)，確定每個月最終一天是28、29、30或31日。一個8位計數(shù)器只能表示2位BCD數(shù)字，所以它不能確定00（年最低2位數(shù)字）年是閏年或不是閏年。為了處理這一問題，在S3C2410ARTC模塊中有一個硬件邏輯支持作為閏年。要注意19不是閏年而是閏年。所以在

S3C2410A中，2位BCD碼00代表，而不是19。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第34頁⒉讀/寫存放器RTCCON控制存放器位[0]必須被設(shè)置為1，然后才能夠?qū)慠TC模塊中存放器。假如這一位被設(shè)置為0，不能寫入RTC模塊中存放器。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第35頁⒊后備電池當(dāng)系統(tǒng)電源切斷時，經(jīng)過RTC引腳提供電源到

RTC模塊，RTC邏輯由后備電池驅(qū)動。這時CPU接口與RTC邏輯被阻塞，后備電池僅僅驅(qū)動晶振電路和BCD計數(shù)器，使得BCD計數(shù)器功耗為最小。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第36頁⒋報警功效在Power_OFF模式或Normal操作模式，RTC在要求時間產(chǎn)生一個報警信號。在Normal操作模式，報警中止ALMINT被激活；在Power_OFF模式，像ALMINT一樣，電源管理喚醒信號

PMWKUP也能夠被激活。RTC報警控制存放器

RTCALM，確定報警允許/禁止和報警時間設(shè)定條件。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第37頁⒌節(jié)拍時間（tick

time）中止RTC節(jié)拍時間被用作中止請求。節(jié)拍時間計數(shù)存放器TICNT有1位中止允許位和7位節(jié)拍時間計數(shù)值位。計數(shù)值到達0時，節(jié)拍時間中止出現(xiàn)。中止周期計算以下：Period=(n+1)/128（second）式中：n為節(jié)拍時間計數(shù)值，范圍為1～127。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第38頁⒍進位復(fù)位功效(round

reset

function)進位復(fù)位功效由RTC進位復(fù)位存放器RTCRST來實現(xiàn)。產(chǎn)生秒進位邊界（30、40或50秒）能夠

選擇，在進位復(fù)位后，秒值被設(shè)置為0。比如，假如當(dāng)前時間是23：37：47，而且設(shè)置進位邊界為40秒，則進位復(fù)位功效改變當(dāng)前時間為23：38：00。⒎32.768kHz外接晶振連接舉例圖6.11(p193)是使用32.768KHz晶振作為RTC單元晶振電路一個實例。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第39頁6.2.3

RTC特殊功效存放器⒈RTC控制存放器RTC控制存放器RTCCON由4位組成，位[0]即RTCEN用作控制禁止/允許對RTC存放器寫入，

而其它3位CLKSEL、CNTSEL、CLKRST用于測試。RTCCON存放器地址、Reset值及各位含義見表

6.8(p194)和表6.9(p194)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第40頁⒉RTC報警控制和報警數(shù)據(jù)存放器RTC報警控制存放器RTCALM，確定允許/禁止報警和報警時間。在Power_OFF模式，經(jīng)過

ALMINT和PMWKUP，RTCALM存放器產(chǎn)生報警信號，參見圖6.10(p192)。在Normal操作模式，僅僅經(jīng)過ALMINT產(chǎn)生報警信號。RTC報警控制和報警數(shù)據(jù)存放器地址及Reset值見表6.10(p194)，存放器各位含義見表

6.11(p195)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第41頁⒊RTC進位復(fù)位存放器RTC進位復(fù)位存放器RTCRST，Reset值為0x0，地址及各位含義見表6.12(p196)。⒋節(jié)拍時間計數(shù)存放器節(jié)拍時間計數(shù)存放器TICNT，Reset值為0x00，地址及各位含義見表6.13(p196)。⒌秒、分、時、日、星期、月、年數(shù)據(jù)存放器能夠?qū)@些存放器設(shè)置當(dāng)前時間和日期，讀取當(dāng)前時間和日期。這些存放器使用BCD值，Reset值未定義，地址及各位含義見表6.14(p196)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第42頁6.2.4

RTC程序舉例【例6.3】下面給出了使用C語言編寫測試RTC程序片段。(見參考書P197)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第43頁6.3看門狗定時器劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第44頁6.3.1看門狗定時器概述看門狗定時器（Watch

Dog

Timer，WDT）簡稱看門狗，屬于定時器中一個。⒈普通看門狗定時器概述普通看門狗定時器，通常能夠由程序控制允許/禁止看門狗定時器，允許即開啟定時器，禁止即停頓定時器?？撮T狗定時器內(nèi)部最少有一個計數(shù)存放器，執(zhí)行計數(shù)

操作。使用時應(yīng)該由程序給這個計數(shù)存放器設(shè)定一個

計數(shù)初值，然后允許看門狗定時器（開啟），來一個

計數(shù)脈沖，計數(shù)存放器計一次數(shù)。對于減法計數(shù)器，

當(dāng)減到0時，產(chǎn)生一個定時輸出信號，通常把這個定時輸出信號作為內(nèi)部Reset信號使用，重新開啟控制器（指CPU中控制器）。簡單地說，使用看門狗定時器，目標(biāo)是當(dāng)運行程序受到了干擾，發(fā)生了死循環(huán)，或者因為運行程序內(nèi)部事先未發(fā)覺錯誤，造成程序不是按照程序員預(yù)定運行路線運行時，看門狗定時器能夠重新開啟控制器。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第45頁⒉S3C2410A看門狗定時器概述S3C2410A片內(nèi)有一個看門狗定時器模塊，當(dāng)控制器操作受到像噪音或系統(tǒng)錯誤干擾時，看門狗定時器能夠重新開啟控制器操作；這個定時器也能被用作一個通常16位間隔時間定時器，產(chǎn)生中止請求?？撮T狗定時器用于重啟控制器時，在看門狗定時器計數(shù)存放器WTCNT中執(zhí)行計數(shù)操作，當(dāng)允許看門狗定時器時（WTCON[5]=1），每來一

個計數(shù)脈沖，減1。當(dāng)計數(shù)值減到0時，能夠產(chǎn)生一個長度為128個PCLK時間長度復(fù)位（Reset）信號。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第46頁6.3.2

WDT操作看門狗定時器功效框圖如圖6.12所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第47頁看門狗定時器用PCLK作為它唯一源時鐘。為了

產(chǎn)生對應(yīng)看門狗定時器時鐘，PCLK先被預(yù)分頻，之后再次被分頻（稱為時鐘分頻）。預(yù)分頻值和時鐘分頻值選擇，在看門狗定時器控制存放器WTCON中被指定。正當(dāng)預(yù)分頻值范圍從0到255。時鐘分頻值能夠選擇16、32、64或128。使用下式計算看門狗定時器時鐘頻率和每個定時時鐘周期時長。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第48頁⒉WTDAT和WTCNT一旦看門狗定時器被允許（開啟），看門狗定時器數(shù)據(jù)存放器WTDAT（Watchdog

TimerData

Register）值不能被自動裝入定時器計數(shù)存放器WTCNT中，因為這個原因，計數(shù)初值必須同時寫入WTDAT和WTCNT中，而且應(yīng)該在看

門狗定時器開啟以前寫入。3.調(diào)試環(huán)境考慮劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第49頁6.3.3看門狗定時器特殊功效存放器⒈看門狗定時器控制存放器經(jīng)過配置看門狗定時器控制存放器WTCON，能

夠允許/禁止看門狗定時器；能夠選擇不一樣時鐘分頻值；允許/禁止中止；允許/禁止看門狗定時器Reset功效。假如用戶要求把看門狗定時器用作通常定時器，應(yīng)該設(shè)置允許中止，同時禁止看門狗定時器Reset功效。詳細內(nèi)容見表

6.15(p201)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第50頁⒉看門狗定時器數(shù)據(jù)存放器看門狗定時器數(shù)據(jù)存放器WTDAT用作指定定時輸出時長區(qū)間。WTDAT存放器地址及Reset值見表6.16(p201)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第51頁⒊看門狗定時器計數(shù)存放器看門狗定時器計數(shù)存放器WTCNT，含有看門狗定時器在通常操作時當(dāng)前計數(shù)值，執(zhí)行遞減計數(shù)操作。WTCNT存放器地址及Reset值見表6.17(p202)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第52頁6.3.4

WDT程序舉例以下內(nèi)容在包括到C語言語句時，假定使用環(huán)境為μC/OS-Ⅱ，而且存放器地址已經(jīng)定義過了。⑴電源加電開啟后看門狗定時器狀態(tài)⑵看門狗定時器作為通常計數(shù)器使用⑶允許看門狗定時器產(chǎn)生Reset信號

(P202-203)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第53頁【例6.4】以下程序允許看門狗定時器產(chǎn)生中止請求，中止5次后屏蔽看門狗定時器中止。程序運行環(huán)境為μC/OS-Ⅱ，需要在main.c中調(diào)用看門狗定時器測試程序watchdog_test。(見參考書p203)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第54頁6.4

UART劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第55頁6.4.1

串行異步通信基礎(chǔ)⒈串行、異步、全雙工通信⑴并行通信與串行通信計算機與計算機、計算機與外設(shè)之間通信方式能夠分為并行通信與串行通信兩種方式。如圖

6.13所表示，并行通信在一個時間單位，或者說一次傳輸，數(shù)據(jù)線D7-D0同時傳輸8位（bit）數(shù)據(jù)；而串行通信一次傳輸，在發(fā)送數(shù)據(jù)線上只傳輸1位（bit）數(shù)據(jù)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第56頁并行通信普通一次傳輸8位，也有傳輸16位、

32位。早期PC/XT計算機與打印機連接接口就是8位并行接口。串行通信最簡單連接方式只使用三條線，一條為發(fā)送線，另一條為接收線，還有一條信號地。常見例子是PC串行口，也稱為COM口、串口、RS-232C。能夠?qū)C串口與嵌入式系統(tǒng)串口連接，實現(xiàn)串行通信。能夠連接串口設(shè)備在

USB接口出現(xiàn)之前非常多，比如繪圖機、數(shù)字化儀、串口打印機等等，也能夠?qū)膳_PC經(jīng)過串口互連進行通信。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第57頁⑵同時、異步傳輸串行通信有同時傳輸、異步傳輸兩種方式。同時傳輸要求在發(fā)送方和接收方使用同一個同時信號，也就是說每傳送1位數(shù)據(jù)，需要使用另外同時線傳輸一次同時信號。因為電路實現(xiàn)較為復(fù)雜，同時傳輸極少使用。異步傳輸發(fā)送方和接收方?jīng)]有共同同時信號。發(fā)送方能夠在任何時候隨時發(fā)送，接收方一直在監(jiān)聽并接收信息，雙方各自使用自己時鐘信號。因為異步傳輸電路實現(xiàn)相對簡單，使用較為廣泛。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第58頁⑶單工、半雙工、全雙工串行通信三種傳輸方式，如圖6.14所表示。

單工指是數(shù)據(jù)傳輸方向是固定，只能從一方（A）送往另一方（B）。半雙工雙方均具備接收和發(fā)送數(shù)據(jù)能力，但只有一條傳輸線，盡管能夠雙向傳輸，但同一時刻只能一方（A）發(fā)送，另一方（B）接收。經(jīng)過切換線路，然后才能由B方發(fā)送，A方接收。全雙工指雙方均具備發(fā)送、接收能力，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分別在兩條不一樣線路上傳輸。全雙工傳輸使用較為廣泛。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第59頁劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第60頁⒉傳輸率、波特率、數(shù)據(jù)幀格式⑴傳輸率、波特率傳輸率指每秒傳輸多少位（bit），傳輸率通常也稱波特率。在計算機中，每秒傳輸多少位與波特率含義是相同。但在最初定義上，傳輸率指每秒傳輸多少位，而波特率是指每秒傳輸離散信號個數(shù)。離散信號是指不均勻、不連續(xù)、也不相關(guān)信號。在計算機中，只有兩種離散信號0和1，所以波特率與每秒傳輸位數(shù)相同。在一些采取脈沖調(diào)制設(shè)備中，允許取4種相位，這時傳輸率與波特率是不相同。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第61頁慣用波特率有：1200、2400、4800、9600、19200波特等。⑵幀格式串行異步通信數(shù)據(jù)幀格式，也稱數(shù)據(jù)格式、字符格式，見圖6.15。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第62頁⒊經(jīng)典UART舉例通用異步收發(fā)器（Universal

AsynchronousReceiver

and

Transmitter，UART）電路模塊，有集成在微處理器芯片內(nèi)部，如S3C2410A中包含了UART；有集成為一個單獨芯片，如Intel8251A，與8086/8088微處理器配套使用。一個經(jīng)典微處理器片外UART組成，如圖6.16所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第63頁劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第64頁⒋電平/邏輯轉(zhuǎn)換在圖6.16中，假如將UARTTxD輸出引腳由電纜直接連接到另一個UARTRxD引腳，當(dāng)電纜線長度大于0.5m時，標(biāo)準(zhǔn)TTL輸出信號（TxD）傳輸?shù)綄Ψ剑≧xD）會變得不可靠，通常方法是連接線路驅(qū)動器（line

driver）電路，如MC1488發(fā)送器及MC1489接收器、MAX3232收發(fā)器等。使用線路驅(qū)動器時，在20kbps速率下，提議最大傳輸距離為17m。使用線路驅(qū)動器連接兩個UART電路圖，見圖

6.17。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第65頁圖6.17中，UART輸入、輸出是TTL電平信號，經(jīng)過線路驅(qū)動器后，變成RS-232C信號。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第66頁⒌調(diào)制解調(diào)器在計算機網(wǎng)絡(luò)普及以前，串行異步通信使用很廣泛。為了使串行異步通信信號能夠遠距離傳輸，或者經(jīng)過電話線傳輸，曾經(jīng)廣泛地使用過調(diào)制解調(diào)器（modem）。調(diào)制解調(diào)器是由調(diào)制器和解調(diào)器兩部分組成。圖6.18是串行異步通信使用MODEM互連一個例子。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第67頁6.4.2

UART組成及操作⒈UART組成位于S3C2410A芯片內(nèi)部通用異步收發(fā)器（Universal

Asynchronous

Receiver

andTransmitter，UART）提供了三個獨立異步串行

I/O（Serial

I/O，SIO）端口（或通道）。每個端口能夠基于中止或基于DMA方式操作。換句話說，UART能夠產(chǎn)生中止或DMA請求，用來在CPU（或內(nèi)存）與UART之間傳輸數(shù)據(jù)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第68頁UART各通道也支持查詢方式在UART與CPU之間傳輸數(shù)據(jù)。使用系統(tǒng)時鐘時，UART能夠支持位傳輸速率最高到達230Kbps。假如外設(shè)為UART提供時鐘UEXTCLK，那么UART能夠以更高速度操作。每個UART通道含有兩個16字節(jié)FIFO（First

InFirst

Out，先進先出）存放器，一個用于接收數(shù)據(jù)，一個用于發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠?qū)3C2410A

UART以下參數(shù)經(jīng)過編程設(shè)置：波特率；通常方式或紅外（Infra

Red，IR）發(fā)送/接收方式；1位或2位停頓位；5~8位數(shù)據(jù)位；奇偶校驗方式。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第69頁如圖6.19所表示，每個UART通道含有一個波特率發(fā)生器，一個發(fā)送器，一個接收器和一個控制單元。波特率發(fā)生器使用PCLK或UEXTCLK時鐘。發(fā)送器和接收器各有一個16字節(jié)FIFO（即緩沖區(qū)）存放器和移位器。在FIFO方式，要發(fā)送數(shù)據(jù)先寫入FIFO存放器，然后復(fù)制到發(fā)送移位器，經(jīng)過發(fā)送數(shù)據(jù)引腳TxDn移位輸出；而接收數(shù)據(jù)從接收數(shù)據(jù)引腳RxDn輸入并移位，然后從接收移位器復(fù)制到FIFO存放器。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第70頁劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第71頁圖6.19中，在FIFO方式，每個緩沖區(qū)存放器全部

16字節(jié)用作FIFO存放器。在非FIFO方式，僅僅每個緩沖區(qū)存放器中1字節(jié)用作保持存放器。在非FIFO方式，要發(fā)送數(shù)據(jù)先寫入發(fā)送保持存放器，然后復(fù)制到發(fā)送移位器，經(jīng)過TxDn引腳移位輸出；要接收數(shù)據(jù)經(jīng)過RxDn引腳輸入并移位，然后從移位器復(fù)制到接收保持存放器。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第72頁S3C2410A中UART有以下特點：⑴三個端口中每個端口數(shù)據(jù)發(fā)送/接收能夠基于中止或基于DMA方式操作，也能夠基于查詢方式操作；⑵UART通道0、1和2支持紅外通信協(xié)議IrDA1.0；⑶UART通道0和1帶有nRTS0、nCTS0、nRTS1和nCTS1。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第73頁⒉UART使用引腳信號(p211)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第74頁3.UART操作(1)數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式是可編程。一幀數(shù)據(jù)由1位起始位，5~8位數(shù)據(jù)位，1位可選擇奇偶校驗位和1位或2位停頓位組成。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第75頁(2)數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送一樣，接收數(shù)據(jù)幀格式也是可編程。由1位起始位，5~8位數(shù)據(jù)位，1位可選擇奇偶校驗位和1位或2位停頓位組成。接收器能夠檢測溢犯錯誤（overrun

error）和幀錯誤（frame

error）。接收超時條件出現(xiàn)，指示當(dāng)接收器在（接收）3個字時間內(nèi)沒有接收到任何數(shù)據(jù)，而且在FIFO方式Rx（接收）FIFO不空。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第76頁自動流控制S3C2410AUART0和UART1使用nRTS和nCTS信號，支持自動流控制（Auto

Flow

Control，AFC）。非自動流控制（由軟件控制nRTS和nCTS）RS-232C接口假如用戶要經(jīng)過RS-232C連接UART到調(diào)制解調(diào)器接口，nRTS、nCTS、nDSR、nDTR、nDCD

和nRI信號是需要，不過UART不支持這么多信號。在這種情況下，用戶應(yīng)該使用通用I/O端口（GPIO），由軟件控制產(chǎn)生這些信號。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第77頁(6)中止/DMA請求產(chǎn)生S3C2410A每個UART有5種狀態(tài)信號，溢犯錯誤、幀錯誤、接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好、發(fā)送緩沖區(qū)空和發(fā)送移位器空，它們由對應(yīng)UART狀態(tài)存放器UTRSTATn和UERSTATn表示。與FIFO相關(guān)中止見表6.18(p213)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第78頁(7)UART錯誤狀態(tài)FIFO除了接收FIFO，UART還有錯誤狀態(tài)FIFO。錯

誤狀態(tài)FIFO指示，在接收FIFO中哪一個數(shù)據(jù)接收時有錯誤。只有當(dāng)有錯誤數(shù)據(jù)準(zhǔn)備讀出時，錯誤中止將被發(fā)出。帶有錯誤字符在未被讀出時，不產(chǎn)生錯誤中止，如表6.19和圖6.21(p214)所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第79頁(8)波特率發(fā)生器每個UART通道波特率發(fā)生器（baud

rategenerator），為發(fā)送器和接收器提供連續(xù)時鐘信號。用于波特率發(fā)生器源時鐘（source

clock）能夠選擇S3C2410A內(nèi)部系統(tǒng)時鐘PCLK，或由外部UART設(shè)備、系統(tǒng)，經(jīng)過S3C2410A引腳

UEXTCLK引入，方法是經(jīng)過UCONn存放器時鐘

選擇位UCONn[10]選擇。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第80頁(9)回送方式（loop

back

mode）(p215)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第81頁(10)紅外方式S3C2410A

UART模塊支持紅外（Infra

Red，IR）方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，能夠在UART線控制存放器ULCONn中經(jīng)過設(shè)置紅外方式位指定。圖

6.22給出了紅外方式功效模塊圖。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第82頁在紅外方式，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)位是0時，發(fā)送脈沖寬度是通常方式（非紅外方式）串行發(fā)送一位時長3/16。在紅外接收方式，接收器必須檢出這個3/16脈沖，并識別作為0，詳見圖6.23~圖6.25(p216)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第83頁6.4.3

UART特殊功效存放器⒈UART線控制存放器UART3個通道各有1個線控制存放器，分別是

ULCON0、ULCON1和ULCON2，對應(yīng)地址是

0x50000000、0x50004000和0x50008000，可讀寫，Reset值均為0x00，詳細含義見表6.20(p217)。⒉UART控制存放器UART3個通道各有1個控制存放器，分別是

UCON0、UCON1和UCON2，對應(yīng)地址是

0x50000004、0x50004004和0x50008004，可讀寫，Reset值均為0x00，詳細含義見劉彥文表等LINUX6環(huán)境.嵌2入式1系統(tǒng)(開p發(fā)基2礎(chǔ)17)。第84頁⒊UART

FIFO控制存放器UART3個通道各有1個FIFO控制存放器，分別是

UFCON0、UFCON1和UFCON2，對應(yīng)地址是

0x50000008、0x50004008和0x50008008，可讀寫，Reset值均為0x00，詳細含義見表6.22(p218)。⒋UART調(diào)制解調(diào)器控制存放器UMCON0和UMCON1是UART通道0和通道1調(diào)制解調(diào)器控制存放器，地址分別是0x5000000C和0x5000400C，可讀寫，Reset值均為0x00，詳細含義見表6.23(p219)。另外，地址為

0x5000800C存放器保留。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第85頁⒌UART發(fā)送/接收狀態(tài)存放器UTRSTAT0、UTRSTAT1和UTRSTAT2分別是UART通道0、通道1和通道2發(fā)送和接收狀態(tài)存放器，對應(yīng)地址是0x50000010、0x50004010和0x50008010，只讀，Reset值均為0x6，詳細含義見表6.24(p219)。⒍UART（接收）錯誤狀態(tài)存放器UART3個通道各有1個（接收）錯誤狀態(tài)存放器，分別是UERSTAT0、UERSTAT1和UERSTAT2，對應(yīng)地址是0x50000014、0x50004014和0x50008014，只讀，Reset值均為0x0，詳細含義見表6.25(p220)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第86頁⒎UART

FIFO狀態(tài)存放器UART3個通道各有1個UART

FIFO狀態(tài)存放器，分別是UFSTAT0、UFSTAT1和UFSTAT2，對應(yīng)地址是0x50000018、0x50004018和0x50008018，只讀，Reset值均為0x0000，詳細含義見表6.26(p220)。⒏UART調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)存放器UART通道0和通道1各有1個UART調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)存放器，分別是UMSTAT0和UMSTAT1，對應(yīng)地址是0x5000001C和0x5000401C，只讀，Reset值均為0x0，詳細含義見表6.27和圖6.26。另外，地址為0x5000801C存放器保留。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第87頁⒐UART發(fā)送緩沖區(qū)存放器（發(fā)送保持存放器與發(fā)送

FIFO存放器）UART發(fā)送緩沖區(qū)存放器，在禁止使用FIFO方式，僅僅把緩沖區(qū)1字節(jié)用作發(fā)送保持存放器；在允許使用FIFO方式，緩沖區(qū)全部16字節(jié)用作發(fā)送FIFO存放器。在表6.22(p218)中，假如UFCONn[0]=0，禁止使用

FIFO，由處理器送來8位發(fā)送數(shù)據(jù)，保留到發(fā)送保持存放器。假如UFCONn[0]=1，允許使用FIFO，由處理器

送來8位發(fā)送數(shù)據(jù)，保留到發(fā)送FIFO存放器。UART通道0、通道1和通道2各有1個發(fā)送緩沖區(qū)存放器，分別是UTXH0、UTXH1和UTXH2，詳細內(nèi)容見表

6.28(p221)。UTXHn中位[7:0]稱為TXDATAn域。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第88頁⒑UART接收緩沖區(qū)存放器（接收保持存放器與接收

FIFO存放器）UART接收緩沖區(qū)存放器，在禁止使用FIFO方式，僅僅把緩沖區(qū)1字節(jié)用作接收保持存放器；在允許使用FIFO方式，緩沖區(qū)全部16字節(jié)用作接收FIFO存放器。在表6.22(p218)中，假如UFCONn[0]=0，禁止使用

FIFO，UART接收到數(shù)據(jù)保留在接收保持存放器。假如

UFCONn[0]=1，允許使用FIFO，UART接收到數(shù)據(jù)保留在接收FIFO存放器。UART通道0、通道1和通道2各有1個接收緩沖區(qū)存放器，分別是URXH0、URXH1和URXH2，詳細內(nèi)容見表

6.29(p222)。URXHn中位[7:0]稱為RXDATAn域。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第89頁⒒UART波特率分頻存放器UART3個通道各有1個波特率分頻存放器，分別是UBRDIV0、UBRDIV1和UBRDIV2，用于確定每個通道發(fā)送/接收波特率，詳細含義見表

6.30(p222)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第90頁6.4.4

UART與RS-232C接口連接舉例⒈RS-232C接口介紹RS-232C接口簡稱RS-232C。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)是由

美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）與BELL企業(yè)共同開發(fā)并于1969年公布一個串行通信協(xié)議。這個協(xié)議適合于數(shù)據(jù)傳輸速率比較低場所。協(xié)議要求了信號線功效和電氣特征等內(nèi)容。RS-232C接口當(dāng)前廣泛地用于PC機、嵌入式系統(tǒng)和外部設(shè)備之間短距離、低速度通信中。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第91頁協(xié)議要求了TxD（Transmitted

Data，發(fā)送數(shù)據(jù)）和RxD（Received

Data，接收數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)信號線邏輯0電平為+5V~+15V，邏輯1電平為-

5V~-15V，即使用負(fù)邏輯表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第92頁⒉UART與RS-232C連接舉例S3C2410A

UART0與MAX3232、MAX3232與DB-9連接見圖6.30(p224)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第93頁⒊UART編程舉例對于圖6.30，UART初始化、讀UART、寫UART等程序部分代碼見例6.5。程序中開始部分定義了UART特殊功效存放器地址和存放器中一些位（或域）。例6.5中對于設(shè)置GPIO端口和中止處理，沒有列出全部程序，重點是對UART編程?！纠?.5】S3C2410A

UART通道0、1、2初始化，等候發(fā)送移位器空，查詢方式得到一個字符和發(fā)送一字節(jié)程序。(見參考書p224)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第94頁6.4.6

UART與紅外收發(fā)器連接舉例⒈紅外通信概述紅外通信以紅外線作為信息載體進行數(shù)據(jù)傳輸，適合于短距離、點對點、直線式數(shù)據(jù)傳輸。紅外通信技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)有著比較廣泛應(yīng)用。紅外通信利用波長850nm~900nm之間紅外線

作為信息載體進行通信。紅外通信技術(shù)將二進制數(shù)調(diào)制成脈沖序列，驅(qū)動紅外線發(fā)射管向外發(fā)射紅外光；而接收端則將收到紅外光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電信號，再進行放大、濾波、解調(diào)后還原成二進制數(shù)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第95頁經(jīng)典紅外數(shù)據(jù)傳輸模塊由4部分組成：接口電路、編/解碼器、發(fā)送器和接收器。S3C2410A

UART接口電路中包含了編/解碼器，見圖6.22~圖6.25，實現(xiàn)了信號調(diào)制和解調(diào)。紅外發(fā)送和接收器能夠做成一個器件，簡稱紅外收發(fā)器。紅外通信按發(fā)送速率能夠分為SIR（Serial

InfraRed）、MIR（Medium

Infra

Red）、FIR（FastInfra

Red）和VFIR（Vary

Fast

Infra

Red）方式。其中SIR方式通信速率較低，最高速率為115.2Kbps，支持異步、半雙工方式，通常依靠

UART接口。其它三種方式傳輸速率較高。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第96頁IrDA1.0是一個紅外通信協(xié)議，IrDA（InfraredData

Association，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會）協(xié)議要求了紅外傳輸距離為1m，速率為9.6~115.2Kbps，響應(yīng)角度為±15o，響應(yīng)時間為10ms等內(nèi)容。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第97頁⒉UART與紅外收發(fā)器連接S3C2410A

UART2與紅外收發(fā)器連接見圖

6.31(p228)。⒊支持紅外方式UART編程舉例對于圖6.31，例6.6給出了對應(yīng)初始化、發(fā)送一字節(jié)和接收一字節(jié)程序片段。因為采取半雙工方式，數(shù)據(jù)收、發(fā)之間加了一定間隔延時。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第98頁【例6.6】支持紅外方式UART編程舉例。⑴初始化UART⑵發(fā)送一字節(jié)程序⑶接收一字節(jié)程序

(見參考書p228)劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第99頁6.5

ADC與觸摸屏接口基礎(chǔ)知識劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第100頁ADC（Analog

to

Digital

Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）也稱A/D轉(zhuǎn)換器。ADC把輸入模擬量，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)二進制數(shù)。觸摸屏（Touch

Screen，TS

）接口對觸摸屏進行控制；對電阻式觸摸屏面板，將觸點X/Y位置模擬信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)二進制數(shù)。6.5.1

ADC與TS接口基礎(chǔ)知識1.ADC基礎(chǔ)知識A/D轉(zhuǎn)換器電路，有做成一個單獨芯片，也有集成在微處理器芯片內(nèi)部。高檔單片機、嵌入式微處理器通常將ADC電路集成在芯片內(nèi)部。A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入信號通常是直流電壓信號，信號電壓范圍有0~5V，也有0~3.3V。通常有多路模擬輸入信號，比如8路，連接到一個A/D轉(zhuǎn)換器8個引腳。A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個模擬多路選擇器，某一時刻只能將一路模擬輸入信號，經(jīng)過模擬多路選擇器接通進行A/D轉(zhuǎn)換，而其它路模擬輸入信號被斷開。多路模擬輸入信號需要分時、分別進行轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部模擬多路選擇器，也稱為通道選擇電路或多路模擬開關(guān)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第101頁采樣、保持電路有與A/D轉(zhuǎn)換器集成在一起，有是分開。采樣、保持電路組成見圖6.32。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第102頁圖6.32中，采樣、保持電路輸入端連接模擬輸入信號，在采樣脈沖高電平控制下，狀態(tài)控制開關(guān)閉合，對輸入信號采樣，電容電壓隨模擬輸入信號改變。采樣脈沖變?yōu)榈碗娖胶螅瑺顟B(tài)控制開關(guān)斷開電容電壓保持不變，A/D轉(zhuǎn)換器對電容電壓進行轉(zhuǎn)換。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第103頁一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，A/D轉(zhuǎn)換器停頓轉(zhuǎn)換操作，等候處理器讀取數(shù)據(jù)。表示一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，慣用一個方法是ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束發(fā)出中止請求，

通知處理器讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；慣用另一個方法是在ADC內(nèi)部設(shè)置一個轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位，一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，將標(biāo)志位置1，處理器讀取標(biāo)志位，判斷A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，決定是否讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第104頁A/D轉(zhuǎn)換器開始新一次轉(zhuǎn)換有兩種慣用方法，一個方法是指定A/D轉(zhuǎn)換器中某一控制位，設(shè)置為

1表示開始新一次轉(zhuǎn)換操作；另一個方法是以每次讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)操作，觸發(fā)開始新一次轉(zhuǎn)換。慣用A/D轉(zhuǎn)換器有8位、10位、12位等，這里位是指二進制數(shù)位。不一樣型號A/D轉(zhuǎn)換器，表示轉(zhuǎn)換結(jié)果二進制數(shù)，可能使用不一樣編碼，慣用原碼、反碼、補碼等表示轉(zhuǎn)換結(jié)果。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第105頁2.四線電阻式觸摸屏接口基礎(chǔ)知識(1)四線電阻式觸摸屏組成及工作原理圖6.33為四線電阻式觸摸屏截面圖及在X電極對上施加確定電壓后，X方向?qū)щ妼硬灰粯游恢秒妷菏疽鈭D。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第106頁圖6.34給出了上導(dǎo)電層X+、X-電極、下導(dǎo)電層

Y+、Y-電極位置。圖6.34（a）和圖6.34（b）分別表示，確定觸點位置時，要先在X+、X-電極對施加電壓，Y+、Y-電極對不施加電壓；然后在Y+、Y-電極對施加電壓，X+、X-電極對不施加電壓。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第107頁(2)四線電阻式觸摸屏接口主要操作接口主要操作包含：有觸摸動作時首先控制X+、X-電極對施加電壓，Y+電極與A/D轉(zhuǎn)換器連

接、Y-電極對地高阻，讀A/D轉(zhuǎn)換值；然后控制

Y+、Y-電極對施加電壓，X+電極與A/D轉(zhuǎn)換器

連接，X-電極對地高阻，讀A/D轉(zhuǎn)換值；另外還有檢測觸摸動作，產(chǎn)生中止請求等操作。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第108頁6.5.2

ADC與觸摸屏接口概述1.概述S3C2410A芯片內(nèi)有一個帶有8通道模擬輸入10位ADC，是一個能夠重復(fù)循環(huán)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。ADC轉(zhuǎn)換模擬輸入信號成為10位二進制數(shù)代碼，使用2.5MHz

A/D轉(zhuǎn)換器時鐘時，最大轉(zhuǎn)換速率為500KSPS。A/D轉(zhuǎn)換器操作使用采樣和保持功效，由芯片內(nèi)部提供。ADC支持節(jié)電模式。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第109頁S3C2410A支持觸摸屏接口，接口由觸摸屏面板，4個外部晶體管，1個外部電壓源，AIN[7]和AIN[5]組成，見圖6.37（p234）。觸摸屏接口能夠控制和選擇控制信號（nYPON、YMON、nXPON和XMON），模擬信號輸入引

腳AIN[7]、AIN[5]分別與觸摸屏面板XP、YP引腳連接，同時與X位置轉(zhuǎn)換晶體管、Y位置轉(zhuǎn)換晶體管連接。觸摸屏接口含有外部晶體管控制邏輯和帶中止產(chǎn)生邏輯ADC接口邏輯。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第110頁主要特點分辨率為10位（bit）；微分線性誤差：±1.0LSB；積分線性誤差：±2.0LSB；最大轉(zhuǎn)換速度為500KSPS；電源電壓：3.3V；模擬輸入電壓范圍：0~3.3V；采樣和保持功效在S3C2410A片內(nèi)實現(xiàn)；支持通常（Normal）轉(zhuǎn)換模式；支持分別X/Y位置轉(zhuǎn)換模式；支持自動連續(xù)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式；支持等候外部中止模式；低功耗。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第111頁3.ADC與觸摸屏接口用到S3C2410A引腳信號

VDDA_ADC引腳連接3.3V；VSSA_ADC引腳連接地線。AIN[7:0]引腳分別連接8路模擬輸入信號。

EINT[23:20]引腳分別輸出nYPON、YMON、nXPON和XMON

4個控制信號，控制X方向電極劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第112頁對連接外部電壓源及地線是否；控制Y方向電極對連接外部電壓源及地線是否。6.5.3

ADC與觸摸屏接口操作1.功效框圖圖6.36給出了S3C2410A

A/D轉(zhuǎn)換器與觸摸屏接口功效框圖。（圖6.36見參考書p233）圖6.36中，假如不使用觸摸屏接口功效，全部模擬信號輸入引腳AIN[7:0]都能夠作為普通模擬信號輸入通道；假如使用觸摸屏接口功效，

AIN[7]和AIN[5]用于對觸摸屏模擬信號進行轉(zhuǎn)換，其余引腳仍能夠作為普通模擬信號輸入通道。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第113頁2.觸摸屏應(yīng)用舉例本例中觸摸屏面板XP引腳與AIN[7]連接，YP引腳與AIN[5]連接。為了控制觸摸屏面板XP、XM、YP和YM引腳，S3C2410A芯片外使用了4個外部晶體管，控制信號nYPON、YMON、nXPON和XMON與這4個晶體管連接。見圖6.37(p234)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第114頁3.功效描述(1)A/D轉(zhuǎn)換時間當(dāng)PCLK頻率是50MHz，而且能夠在ADCCON存放器中設(shè)置預(yù)分頻值為49，那么全部10位轉(zhuǎn)換時間是：A/D轉(zhuǎn)換頻率=50MHz/(49+1)=1MHz轉(zhuǎn)換時間=1/(1MHz/5cycles)=

1/200KHz=

5μsA/D轉(zhuǎn)換器被設(shè)計成能夠在最大2.5MHz時鐘下操作，所以轉(zhuǎn)換速率最高為500KSPS。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第115頁(2)觸摸屏接口模式通常（Normal）轉(zhuǎn)換模式分別X/Y位置轉(zhuǎn)換模式自動連續(xù)X/Y位置轉(zhuǎn)換模式等候中止模式備用（Standby）模式編程注意

能夠用中止或查詢（polling）方法，讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

當(dāng)一次A/D轉(zhuǎn)換完成，A/D轉(zhuǎn)換器停頓操作，等候轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)被讀取。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第116頁6.5.4

ADC與觸摸屏接口特殊功效存放器⒈ADC控制存放器ADC控制存放器，即ADCCON，地址為0x58000000，可讀寫，Reset值為0x3FC4，詳細含義見表6.35(p236)。⒉ADC觸摸屏控制存放器ADC觸摸屏控制存放器，即ADCTSC，地址為0x58000004，可讀寫，Reset值為0x058，詳細含義見表6.36(p237)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第117頁⒊ADC開始或區(qū)間延時存放器ADC開始或區(qū)間延時存放器，即ADCDLY，地址為0x58000008，可讀寫，Reset值為0x00FF，詳細含義見表6.37(p238)。⒋ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放器0ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放器0，即ADCDAT0，地址為0x5800000C，只讀，Reset值不確定，詳細含義見表6.38(p238)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第118頁⒌A(chǔ)DC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放器1ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放器1，即ADCDAT1，地址為0x58000010，只讀，Reset值不確定，詳細含義見表6.39(p238)。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第119頁6.5.5

ADC程序舉例【例6.7】以下程序片段讀ADC

AIN[0]~AIN[7]通道模擬輸入信號，轉(zhuǎn)換后顯示。（代碼見參考書p239）6.5.6

ADC與觸摸屏接口程序舉例【例6.8】以下程序片段將ADC與觸摸屏接口設(shè)置為等候中止模式，進入中止服務(wù)程序后，按分別

X/Y轉(zhuǎn)換模式讀X位置值、Y位置值，顯示。程序從void

Ts_Sep（void）處開始閱讀。（代碼見參考書p240）劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第120頁6.6

IIC、IIS、SPI總線接口及

SD主控制器概述劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第121頁6.6.1.IIC總線接口概述⒈慣用IIC總線接口概述IIC（Intel

Integrated

Circuit）總線普通稱為內(nèi)部集成電路總線，也寫作I2C或I2C。IIC總線是20世紀(jì)80年代初由飛利浦企業(yè)創(chuàng)造一個雙向同

時串行總線，是當(dāng)前較為慣用一個串行總線。

總線接口能夠做成專用芯片，也能夠集成在微

處理器內(nèi)部，如S3C2410A微處理器內(nèi)部就集成

了IIC總線模塊。IIC總線能夠與許多設(shè)備連接，如圖6.38所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第122頁圖6.38劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第123頁IIC總線數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下為100Kb/s；快模式下為400Kb/s；高速模式下為3.4Mb/s。IIC總線僅有兩條信號線：SDA（Serial

Data

Line，串行數(shù)據(jù)線）是數(shù)據(jù)信號線，SCL（SerialClock

Line，串行時鐘線）是時鐘信號線，另外設(shè)備之間還要連接一條地線，圖6.38中未畫出地線。與IIC總線連接設(shè)備，使用集電級/漏級開路門電路，以“線與”（Wired-AND）方式分別連接到

SDA、SCL線上，SDA和SCL線要外接上拉電阻，如圖6.38所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第124頁連接到IIC總線上設(shè)備能夠分為總線主設(shè)備和總線從設(shè)備?？偩€主設(shè)備是能夠發(fā)起傳送，發(fā)出從設(shè)備地址和數(shù)據(jù)傳送方向標(biāo)識、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、能夠產(chǎn)生時鐘同時信號、能夠結(jié)束傳送設(shè)備?？偩€主設(shè)備也稱總線主、主設(shè)備。總線從設(shè)備是能被主設(shè)備尋址、接收主設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù)傳送方向標(biāo)識、接收主設(shè)備送來數(shù)據(jù)，或者給主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)備?？偩€從設(shè)備也稱從設(shè)備。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第125頁IIC總線是一個真正多主（multi-master）總線，總線上能夠連接多個總線主設(shè)備，也能夠連接多個總線從設(shè)備，如圖6.39所表示。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第126頁每一個連接在IIC總線上設(shè)備，在系統(tǒng)中都被分配了一個唯一地址。地址用7位二進制數(shù)表示。擴展IIC總線允許使用10位地址。設(shè)備地址用7位表示時，地址為0000000普通用于發(fā)出通用

呼叫，也稱總線廣播。IIC總線被設(shè)計成多主總線結(jié)構(gòu)，多個主設(shè)備中任何一個，能夠在不一樣時刻起到主控設(shè)備作用，所以不需要一個全局主控設(shè)備在SCL上產(chǎn)生時鐘信號。只有傳送數(shù)據(jù)主設(shè)備驅(qū)動SCL。當(dāng)總線空閑時，SDA和SCL同時為高電平。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第127頁IIC多主總線接口中含有沖突檢測機制，確保了多個主設(shè)備同時要求發(fā)送數(shù)據(jù)時，只能有一個主設(shè)備占有總線，不會造成數(shù)據(jù)沖突?？偩€主設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換圖見圖

6.40.劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第128頁⒉S3C2410A微處理器IIC總線接口特點在多主IIC總線模式，多個S3C2410A微處理器中每一個，能夠接收由從設(shè)備發(fā)送來串行數(shù)據(jù)，或發(fā)送串行數(shù)據(jù)給從設(shè)備。主S3C2410A能夠開啟或停頓IIC總線數(shù)據(jù)傳送。在S3C2410A中，標(biāo)準(zhǔn)總線仲裁過程用于IIC總線。當(dāng)IIC總線空閑時，SDA和SCL兩條線都應(yīng)該是高電平。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第129頁當(dāng)SCL穩(wěn)定在高電平，SDA從高電平變到低電平，能夠開啟開始條件；而SDA從低電平變到高電平能夠開啟停頓條件。開始和停頓條件總是由主設(shè)備產(chǎn)生。開始條件之后總線上傳送第一字節(jié)數(shù)據(jù)中7位是地址值，能夠確定總線主設(shè)備所選擇從設(shè)備，另外一位確定傳送方向是讀還是寫。送到SDA線上每個數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位，為8位。在總線傳送期間發(fā)送或接收字節(jié)數(shù)沒有限制。數(shù)據(jù)先從最高有效位（Most-Significant

Bit，MSB）發(fā)送，每一字節(jié)之后應(yīng)該馬上被跟隨一

個響應(yīng)（ACKnowledge，ACK）位。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第130頁6.6.2

IIS總線接口概述1.慣用IIS總線接口概述當(dāng)前許多數(shù)字電子產(chǎn)品，如便攜式CD機、手機、MP3、MD、VCD、DVD和數(shù)字電視機等，都使用了數(shù)字音頻系統(tǒng)。IIS（Intel-IC

Sound）總線普通稱為集成電路內(nèi)部聲音總線，也寫作I2S，因為S3C2410A英文資料中，IIS在相關(guān)引腳信號和文字描述中使用了不一樣寫法，本章也沿用了這些寫法。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第131頁IIS總線源于SONY和PHILIPS等企業(yè)共同提出一個串行數(shù)字音頻總線協(xié)議，許多音頻編解碼器（CODEC）和微處理器都提供了對IIS總線支持。IIS總線只傳送音頻數(shù)據(jù)，其它信號（如控制信號）必須另外單獨傳送。劉彥文等LINUX環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)第132頁為了盡可能降低芯片引腳數(shù)，通常IIS只使用3條串行總線（不一樣芯片可能會有所不一樣），3條線分別是：提供分時復(fù)用功效數(shù)據(jù)線SD，SD傳送數(shù)據(jù)時由時鐘信號同時控制，且以字節(jié)為單位傳送，每字節(jié)數(shù)據(jù)傳送從左邊二進制位MSB開始；字段選擇線WS，WS為0或1表示

選擇左聲道或右聲道；時鐘信號線SCK，能夠產(chǎn)生SCK信號設(shè)備稱為主設(shè)備，從設(shè)備引入SCK作為內(nèi)部時鐘使用。IIS總線接口支持通常IIS和MSB_justified（MSB調(diào)整IIS）兩種數(shù)