南京大学ARM9处理器C语言编程616章.ppt

第六章 S3C2410的串口UART及编程,6.1 S3C2410的串口UART概述 6.1.1 S3C2410异步串行通信（UART）单元 S3C2410 UART单元提供3个独立的异步串行通信接口，皆可工作于查询、中断和DMA模式。使用系统时钟最高波特率达230. 4 kb/s，如果使用外部设备提供的时钟，可以达到更高的速率。每一个UART单元包含一个16字节的FIFO（First Input First Output，先进先出移位寄存器），用于数据的接收和发送。 S3C2410 UART支持可编程波特率、红外发送/接收( UART2 )、1个或2个停止位、5位/6位/7位/8位数据宽度和奇偶校验。,6.1.2 波特率的产生 波特率由一个专用的UART波特率分频寄存器(UBRDIVn)控制，UBRDIVn值计算公 如下： UBRDIVn=(int)ULK/(波特率 16)1 或者 UBRDIVn=(int) PLK/(波特率 16)1 式中：时钟选用ULK还是PLK由UART控制寄存器UCONn10的状态决定。如果UCONn10=0，则用PLK作为波特率发生器的时钟源频率；否则选用ULK作为波特率发生器的时钟源频率。UBRDIVn的值必须在1(2161)之间。 例如:若ULK或者PLK等于40 MHz，当波特率为115200 b/s时，则 UBRDIVn=(int)40 000 000/(115 200 16)一1=int(21. 7)1= 211=20,6.1.3 UART通信操作 下面简略介绍UART操作，关于数据发送、数据接收、中断产生、波特率产生、查询检测模式、红外模式的详细介绍，参见下面6.3节。 发送数据帧是可编程的。一个数据帧包含1个起始位、58个数据位、1个可选的奇偶校验位和12位停止位，停止位通过行控制寄存器ULCONn配置。 与发送数据帧类似，接收数据帧也是可编程的。接收帧由1个起始位、58个数据位、l个可选的奇偶校验位以及12位行控制寄存器ULCONn中设定的停止位组成。接收器还可以检测溢出错、奇偶校验错、帧错误和传输中断，每一个错误均可以设置一个错误标志。, 溢出错误(overrun error)：指已接收到的数据在读取之前被新接收的数据覆盖； 奇偶校验错：指接收器检测到的校验和与设置的不符； 帧错误：指没有接收到有效的停止位； 传输中断：表示接收数据RxDn保持逻辑0超过一帧的传输时间。 在FIFO模式下，如果RxFIFO非空，而在3个字的传输时间内没有接受到数据，则产生超时。,6.2 UART的控制寄存器 6.2.1 UART行控制寄存器ULCONn 该寄存器的位6决定是否使用红外模式，位5、位4和位3决定校验方式，位2决定停止位长度，位1和位0决定每帧的数据位数。具体如下： ULCONn7 保留； ULCONn6 红外线模式，0：正常模式；1：红外线模式； ULCONn5：3 校验模式，0xx：无校验；100：奇校验；101：偶校验； ULCONn2 停止位，0：一个停止位；1：二个停止位； ULCONn1：0 数据位，00：5位；01：6位；10：7位；11：8位。,6.2.2 UART控制寄存器UCONn 该寄存器决定UART的各种模式。 UCONn10 1：ULK做波特率发生器；0：PLK做波特率发生器。 UCONn9 1：Tx中断电平触发；0：Tx中断脉冲触发。 UCONn8 1：Rx中断电平触发；0：Rx中断脉冲触发。 UCONn7 1：接收超时中断允许；0：接收超时中断禁止。 UCONn6 1：产生接收错误中断；0：不产生接收错误中断。 UCONn5 l：发送直接传给接收方式(loopback)；0：正常模式。 UCONn4 1：发送间断信号；0：正常模式发送。,UCONn3:2 发送模式选择： 00：禁止发送； 01：中断或查询模式； 10：DMA0请求(UART0 ) ， DMA3请求(UART2)； 11：DMAl请求(UART1)。 UCONn1：0 接收模式选择。 00：禁止接收； 01：中断或查询模式； 10 ： DMA0请求UART0，DMA2请求UART2； 11：DMAl请求UART1。,6.2.3 UART FIFO控制寄存器UFCONn UFCONn7:6 00：Tx FIFO寄存器中有0字节就触发中断； 01：Tx FIFO寄存器中有4字节就触发中断； 10：Tx FIFO寄存器中有8字节就触发中断； 11：Tx FIFO寄存器中有12字节就触发中断。 UFCONn5:4 00：Rx FIFO寄存器中有4字节就触发中断； 01：Rx FIFO寄存器中有8字节就触发中断； 10：Rx FIFO寄存器中有12字节就触发中断； 11：Rx FIFO寄存器中有16字节就触发中断。,UFCONn3 保留。 UFCONn2 1： FIFO复位清零Tx FIFO；0 ： FIFO复位不清零TxFIFO。 UFCONn1 1: FIFO复位清零Rx FIFO；0：F1FO复位不清零RxFIFO。 UFCONn0 1：允许FIFO功能；0：禁止FIFO功能。,6.2.4 UART MODEM控制寄存器UMCONn UMCONn7：5 保留，必须全为0。 UMCONn4 1：允许使用AFC模式；0：禁止使用AFC模式。 UMCONn3 保留，必须全为0。 UMCONn0 1：激活rRTS；0：不激活rRTS。 6.2.5 发送寄存器UTXH和接收寄存器URXH 这两个寄存器存放发送和接收的数据，当然只有1字节(8位数据)。需要注意的是，在发生溢出错误时，接收的数据必须被读出来，否则会引发下次溢出错误。,6.2.6 发送和接收状态寄存器UTRSTATn UTRSTATn发送和接收状态寄存器包括 UTRSTAT0, UTRSTAT1 and UTRSTAT2 UTRSTATn 寄存器各位定义： UTRSTATn 1 发送缓冲器空标志 0 =不空； 1 = 空。 UTRSTATn 0 接收缓冲器有接收数据标志 0 =空； 1 = 接收缓冲器有数据。 6.2.7 波特率分频寄存器UBRDIV 波特率分频寄存器UBRDIV的定义和使用在6.1.2中已叙述，不再重复。 6.2.8 UART单元各寄存器的定义 在随书提供的软件包2410test中，在2410addr.h文件中有关于UART单元各寄存器的定义。,/UART #define rULCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000000)/UART 0 Line control #define rUCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000004)/UART 0 control #define rUFCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000008)/UART 0 FIFO control #define rUMCON0 ( * (volatile unsigned * )0x5000000c)/UART 0 Modem control #define rUTRSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000010)/UART 0 Tx/Rx status #define rUERSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000014)/UART 0 Rx error status #define rUFSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000018)/UART 0 FIFO status,#define rUMSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x5000001c)/UART 0 Modem status #define rUBRDIV0 ( * (volatile unsigned * )0x50000028)/UART 0 Baud rate diviaor #define rULCON1 ( * (volatile unsigned * )0x50004000)/UART 1 Line control #define rUCON1 ( * (volatile unsigned * )0x50004004)/UART 1 Control #define rUFCON1 ( * (volatile unsigned * )0x50004008)/UART 1 FIFO control #define rUMCON1 ( * (volatile unsigned * )0x5000400c)/UART 1 Modem control #define rUTRSTAT1 ( * (volatile unsigned * )0x50004010)/UART 1 Tx/Rx status,#define rUERSTAT1 ( * (volatile unsigned * )0x50004014)/UART 1 Rx error status #define rUFSTAT1 ( * (volatile unsigned * )0x50004018)/UART 1 FIFO status #define rUMSTAT1 ( * (volatile unsigned * )0x5000401c)/UART 1 Modem status #define rUBRDIV1 ( * (volatile unsigned * )0x50004028)/UART 1 Baud rate divisor #define rULCON2 ( * (volatile unsigned * )0x50008000)/UART 2 Line control #define rUCON2 ( * (volatile unsigned * )0x50008004)/UART 2 Control #define rUFCON2( * (volatile unsigned * )0x50008008)/UART 2 FIFO control,#define rUMCON2 ( * (volatile unsigned * )0x5000800c)/UART 2 Modem control #define rUTRSTAT2 ( * (volatile unsigned * )0x50008010)/UART 2 Tx/Rx status #define rUERSTAT2 ( * (volatile unsigned * )0x50008014)/UART 2 Rx error status #define rUFSTAT2 ( * (volatile unsigned * )0x50008018)/UART 2 FIFO status #define rUMSTAT2 ( * (volatile unsigned * )0x5000801c)/UART 2 Modem status #define rUBRDIV2 ( * (volatile unsigned * )0x50008028)/UART 2 Baud rate divisor #ifdef_BIG_ENDIAN,#define rUTXH0 ( * (volatile unsigned char * )0x50000023)/UART 0 Transmission Hold #define rURXH0 ( * (volatile unsigned char * )0x50000027)/UART 0 Receive buffer #define rUTXH1 ( * (volatile unsigned char * )0x50004023)/UART 1 Transmission Hold #define rURXH1 ( * (volatile unsigned char * )0x50004027)/UART 1 Receive buffer #define rUTXH2 ( * (volatile unsigned char * )0x50008023)/UART 2 Transmission Hold,#define rURXH2 ( * (volatile unsigned char * )0x50008027)/UART 2 Receive buffer #define WrUTXH0(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50000023)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH0() ( * (volatile unsigned char * )0x50000027) #define WrUTXH1(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50004023)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH1() ( * (volatile unsigned char * )0x50004027) #define WrUTXH20(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50008023)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH2() ( * (volatile unsigned char * )0x50008027) #difine UTXH0 (0x50000020+3) /Byte_access address by DMA #define URXH0 (0x50000024+3) #difine UTXH1 (0x50004020+3),#define URXH1 (0x50004024+3) #difine UTXH2 (0x50008020+3 ) #define URXH2 (0x50008024+3) #else/Little Endian #define rUTXH0 ( * (volatile unsigned char * )0x50000020)/UART 0 Transmission Hold #define rURXH0 ( * (volatile unsigned char * )0x50000024)/UART 0 Receive buffer #define rUTXH1 ( * (volatile unsigned char * )0x50004020)/UART 1 Transmission Hold #define rURXH1 ( * (volatile unsigned char * )0x50004024)/UART 1 Receive buffer #define rUTXH2 ( * (volatile unsigned char * )0x50000820)/UART 2 Transmission Hold,#define rURXH2 ( * (volatile unsigned char * )0x50008024)/UART 2 Receive buffer #define WrUTXH0(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50000020)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH0() ( * (volatile unsigned char * )0x50000024) #define WrUTXH1(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50004020)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH1() ( * (volatile unsigned char * )0x50004024) #define WrUTXH2(ch) ( * (volatile unsigned char * )0x50008020)=(unsigned char)(ch) #define RdURXH2() ( * (volatile unsigned char * )0x50008024) #difine UTXH0 (0x50000020+3) /Byte_access address by DMA,#define URXH0 (0x50000024+3) #difine UTXH1 (0x50004020+3) #define URXH1 (0x50004024+3) #difine UTXH2 (0x50008020+3 ) #define URXH2 (0x50008024+3) #endif,6.3 UART通信程序编写 6.3.1 通信程序编写步骤 UART通信程序可以采用查询、中断和DMA模式。我们通过使用较多的中断方式来介UART通信程序的编写。简单做法是，UART通信程序的编写参照例子程序。 选通道，通过函数Uart_Select()；选UART0UART2； 选波特率和波特率发生器时钟，选波特率通过函数Uart_Pclk_En(int ch, int baud)或Uart_Pclk_En(int ch, int baud)来进行。时钟选UCLK ，rUCON0|=0x400；时钟选PCLK ，rUCON0, 通信控制字（rUCON0）设定，如时钟选ULK做波特率发生器；Tx中断脉冲触发，Rx中断脉冲触发；接收超时中断允许；产生接收错误中断；正常模式发送： rUCON0|= (TX_INTTYPE9)|(RX_INTTYPE8)|(07)|(06)|(05)|(04)|(12)|(1)； I/O口初始化，因为UART通信使用H口的第二功能，所以H口要上拉禁止：rGPHUP|=0x1ff。H口控制寄存器nRTS1,nCTS1功能使能，rGPHCON&=0x3c0000，rGPHCON|=0x2faaa； 设中断服务函数入口地址，把中断服务函数入口地址赋函数指针PISR_UARTn, 注意，接收中断服务函数入口地址和发送中断服务函数入口地址是一个，在中断服务函数中根据 UTRSTATn 1和UTRSTATn 0状态决定是发送中断还是接收中断。, 打开总中断屏蔽和子中断屏蔽等待中断： rINTMSK=(BIT_UART0); rINTSUBMSK=(BIT_SUB_TXD0); 进入中断后，先屏蔽发送和接收中断，防止新来中断干扰我们的正常发送和接收，正常发送和接收结束后，清中断挂起和中断源挂起寄存器：ClearPending(BIT_UART0)，rSUBSRCPND=(BIT_SUB_TXD0（发送），rSUBSRCPND=(BIT_SUB_RXD0|BIT_SUB_ERR0)（接收）; 取消中断屏蔽，等下一次中断。 6.3.2 通信程序编写示例 下面给出的几个函数，是查询方式URAT通信常用到的主要函数，包括URAT初始化，字符的发送、接收函数，希望大家仔细阅读,理解每一行的含义。,1, UART 通信，采用查询方式： /引用头文件 #include “2410addr.h“ #include “2410lib.h“ #include “option.h“ #include “def.h“ #include #include #include #include #include ,/函数声明 void Uart_Init(int pclk,int baud); char Uart_Getch(void); char Uart_GetKey(void); void Uart_GetString(char *string); void Uart_SendByte(int data); void Uart_SendString(char *pt); void Uart_Select(int ch); /- / 串口初始化，输入PCLK,输入波特率 /-,static int whichUart=0; void Uart_Init(int pclk,int baud) int i; if(pclk = 0) pclk = PCLK; rUFCON0 = 0x0; /UART channel 0 FIFO control register, FIFO disable rUFCON1 = 0x0; /UART channel 1 FIFO control register, FIFO disable rUFCON2 = 0x0; /UART channel 2 FIFO control register, FIFO disable rUMCON0 = 0x0; /UART chaneel 0 MODEM control register, AFC disable rUMCON1 = 0x0; /UART chaneel 1 MODEM control register, AFC disable,/UART0 rULCON0 = 0x3; /Line control register : Normal,No parity,1 stop,8 bits. / 0 0 0 0 0 0 1 1 rUCON0 = 0x245; / Control register / 10 9 8 7 6 5 4 3:2 1:0 / Clock Sel, Tx Int, Rx Int, Rx Time Out, Rx err, Loop-back, Send break, Transmit Mode, Receive Mode 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 / PCLK ,Level Pulse Disable Generate Normal Normal Interrupt or Polling / rUBRDIV0=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register 0 rUBRDIV0=( (int)(pclk/16./baud+0.5) -1 ); /Baud rate divisior register 0,/UART1 rULCON1 = 0x3; rUCON1 = 0x245; rUBRDIV1=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); /UART2 rULCON2 = 0x3; rUCON2 = 0x245; rUBRDIV2=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); for(i=0;i100;i+); /- / 选择串口通道 /- void Uart_Select(int ch) whichUart = ch; ,/- / 等待发送移位寄存器空 /- void Uart_TxEmpty(int ch) if(ch=0) while(!(rUTRSTAT0 /Wait until tx shifter is empty. ,/- / 接收串口一字节数据，注意 RdURXH0()，RdURXH1()，RdURXH2() 的使用 /- char Uart_Getch(void) if(whichUart=0) while(!(rUTRSTAT0 ,else if(whichUart=2) while(!(rUTRSTAT2 ,else if(whichUart=1) if(rUTRSTAT1 ,/- / 串口得到字符串 /- void Uart_GetString(char *string) char *string2 = string; char c; while(c = Uart_Getch()!=r) if(c=b) if( (int)string2 (int)string ) Uart_Printf(“b b“); string-; ,else *string+ = c; Uart_SendByte(c); *string=0; Uart_SendByte(n); ,/- / 得到串口初始号 /- int Uart_GetIntNum(void) char str30; char *string = str; int base = 10; int minus = 0; int result = 0; int lastIndex; int i; Uart_GetString(string);,if(string0=-) minus = 1; string+; if(string0=0 ,if(stringlastIndex=h | stringlastIndex=H ) base = 16; stringlastIndex = 0; lastIndex-; if(base=10) result = atoi(string); result = minus ? (-1*result):result; ,else for(i=0;i=lastIndex;i+) if(isalpha(stringi) if(isupper(stringi) result = (result4) + stringi - A + 10; else result = (result4) + stringi - a + 10; ,else result = (result4) + stringi - 0; result = minus ? (-1*result):result; return result; /- / 串口发送字节 /- void Uart_SendByte(int data) if(whichUart=0), if(data=n) while(!(rUTRSTAT0 else if(whichUart=1) if(data=n), while(!(rUTRSTAT1 else if(whichUart=2) if(data=n), while(!(rUTRSTAT2 ,/- / 串口发送字符串 /- void Uart_SendString(char *pt) while(*pt) Uart_SendByte(*pt+); 2，UART0 中断方式发送和接收 /- / UART0中断方式发送和接收 /-,void Test_Uart0_Int(void) Uart_Port_Set(); Uart_Select(0); /* UART0 Tx test with interrupt */ isTxInt=1; uart0TxStr=“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890-UART0 Tx interrupt test is good!rn“; Uart_Printf(“Uart channel 0 Tx Interrupt Testn“);,pISR_UART0=(unsigned)Uart0_TxInt; rULCON0=(0 UCLK fuction rUCON0|= (TX_INTTYPE9)|(RX_INTTYPE8)|(07)|(06)|(05)|(04)|(12)|(1); /Clock,Tx:Def,Rx:Def,Rx timeout:x,Rxerror int:x,Loop-back:x,Send break:x,Tx:int,Rx:int Uart_TxEmpty(0); /wait until tx buffer is empty. rINTMSK=(BIT_UART0); rINTSUBMSK=(BIT_SUB_TXD0); while(isTxInt);,/* UART0 Rx test with interrupt */ isRxInt=1; uart0RxStr=(char *)UARTBUFFER; Uart_Printf(“nUart channel 0 Rx Interrupt Test:n“); Uart_Printf(“After typing ENTER key, you will see the characters which was typed by you.“);,Uart_Printf(“nTo quit, press ENTER key.!n“); Uart_TxEmpty(0); /wait until tx buffer is empty. pISR_UART0 =(unsigned)Uart0_RxIntOrErr; rULCON0=(0 UCLK fuction rUCON0|= (TX_INTTYPE9)|(RX_INTTYPE8)|(07)|(16)|(05)|(04)|(12)|(1); /Clock,Tx:pulse,Rx:pulse,Rx:timeout:x,Rx,errorint:o,Loop-back:x,Sendbreak:x,Tx:int,Rx:int / Clear Int Pending and Unmask ClearPending(BIT_UART0); rINTMSK=(BIT_UART0);,rSUBSRCPND=(BIT_SUB_TXD0|BIT_SUB_RXD0|BIT_SUB_ERR0); rINTSUBMSK=(BIT_SUB_RXD0|BIT_SUB_ERR0); while(isRxInt); rINTSUBMSK|=(BIT_SUB_RXD0|BIT_SUB_ERR0); rINTMSK|=(BIT_UART0); Uart_Printf(“%sn“,(char *)UARTBUFFER); Uart_Port_Return(); /- /UART发送和接收用到的I/O口保存和初始化 /-,void Uart_Port_Set(void) /Push UART GPIO port configuration save_rGPHCON=rGPHCON; save_rGPHDAT=rGPHDAT; save_rGPHUP=rGPHUP; /Configure UART port rGPHCON /SUBINT ALL MASK /Push Uart control registers,save_ULCON0=rULCON0; save_UCON0=rUCON0; save_UFCON0=rUFCON0; save_UMCON0=rUMCON0; save_ULCON1=rULCON1; save_UCON1 =rUCON1; save_UFCON1=rUFCON1; save_UMCON1=rUMCON1; save_ULCON2=rULCON2; save_UCON2 =rUCON2; save_UFCON2=rUFCON2; save_UMCON2=rUMCON2; /Initialize UART1,2 port ,/- / UART发送和接收结束，用到的I/O口恢复原来状态 /- void Uart_Port_Return(void) /Pop UART GPIO port configuration rGPHCON=save_rGPHCON; rGPHDAT=save_rGPHDAT; rGPHUP=save_rGPHUP; /Pop Uart control registers rULCON0=save_ULCON0; rUCON0 =save_UCON0; rUFCON0=save_UFCON0; rUMCON0=save_UMCON0; rULCON1=save_ULCON1; rUCON1 =save_UCON1;,rUFCON1=save_UFCON1; rUMCON1=save_UMCON1; rULCON2=save_ULCON2; rUCON2 =save_UCON2; rUFCON2=save_UFCON2; rUMCON2=save_UMCON2; /- / UART发送和接收使用UCLK，并计算rUBRDIV0和设定波特率 /-,void Uart_Uclk_En(int ch,int baud) /* int ch, baud; Uart_Printf(“nSelect UART channel0:UART0/1:UART1/2:UART2:n“); ch=Uart_GetIntNum(); Uart_Printf(“nSelect baud rate :n“); baud=Uart_GetIntNum(); */ if(ch = 0) Uart_Select(0); rUCON0|=0x400; / Select UCLK rUBRDIV0=( (int)(UCLK/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register Uart_Printf(“UCLK is enabled by UART0.n“); ,else if(ch=1) Uart_Select(1); rUCON1|=0x400; / Select UCLK rUBRDIV1=( (int)(UCLK/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register Uart_Select(0); Uart_Printf(“UCLK is enabled by UART1.n“); else Uart_Select(2); rUCON2|=0x400; / Select UCLK rUBRDIV2=( (int)(UCLK/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register Uart_Select(0); Uart_Printf(“UCLK is enabled by UART2.n“); /for(i=0;i100;i+); / For the satble operation ,/- / UART发送和接收使用PCLK，并计算rUBRDIV0和设定波特率 /- void Uart_Pclk_En(int ch, int baud) /* int ch, baud; Uart_Printf(“nSelect UART channel0:UART0/1:UART1/2:UART2:n“); ch=Uart_GetIntNum(); Uart_Printf(“nSelect baud rate :n“); baud=Uart_GetIntNum(); */ if(ch = 0) Uart_Select(0); rUCON0 ,else if(ch=1) Uart_Select(1); rUCON1|=0x3ff; / Select PCLK rUBRDIV1=( (int)(PCLK/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register Uart_Select(0); Uart_Printf(“PCLK is enabled by UART1.n“); else Uart_Select(2); rUCON2|=0x3ff; / Select PCLK rUBRDIV2=( (int)(PCLK/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register Uart_Select(0); Uart_Printf(“PCLK is enabled by UART2.n“); /for(i=0;i100;i+); / For the satble operation ,/- / UART0发送中断服务程序 /- void _irq Uart0_TxInt(void) rINTSUBMSK|=(BIT_SUB_RXD0|BIT_SUB_TXD0|BIT_SUB_ERR0); / Just for the safety if(*uart0TxStr != 0) WrUTXH0(*uart0TxStr+); ClearPending(BIT_UART0); / Clear