S5PV210微处理器功能部件及应用PPT

,1,第8章S5PV210微处理器功能部件及应用,本章主要内容（续）,5、S5PV210产品编码；,6、S5PV210GPIO；,7、S5PV210UART；,2,8.5S5PV210产品编码（资料90页）,8.5.1寄存器映射,8.5.2PRO_ID寄存器,3,8.6S5PV210GPIO（92页）,1、GPIO概述,S5PV210包括237个多功能的输入/输出端口引脚和142个存储器端口引脚，以下是34个普通端口组和2个存储器端口组：,（1）GPA0：8位I/O端口有流控的2xUART;,（2）GPA1：4位I/O端口没有流控的2xUART或有流控的1xUART；,4,（3）GPB：8位I/O端口2xSPI；,（4）GPC0：5位I/O端口I2S，PCM，AC97；,（5）GPC1：5位I/O端口I2S,SPDIF,LCD_FRM；,（6）GPD0：4位I/O端口PWM；,（7）GPD1：6位I/O端口3xI2C,PWM,IEM；,5,（8）GPE0,1：13位I/O端口CameraI/F；,（9）GPF0,1,2,3：30位I/O端口LCDI/F；,（10）GPG0,1,2,3：28位I/O端口4xMMC通道（通道0和2支持4位和8位模式，但通道1和3仅支持4位模式）；,（11）GPH0,1,2,3：32位I/O端口键盘、外部唤醒（高达32位）。GPH组在带电部分；,6,（12）GPI：低功耗的I2C、PCM（I/O端口没有使用），通过AUDIO_SSPDN寄存器来配置值PDN掉电控制；,（13）GPJ0,1,2,3,4：35位I/O端口ModemIF,CAMIF,CFCON,KEYPAD,SROMADDR22:16；,（14）MP0_1,2,3：20位I/O端口EBI(SROM,NF,OneNAND)的控制信号；,7,（15）MP0_4,5,6,7：32位I/O存储器端口EBI（EBI的更多配置信息）；,（16）MP1_08：71位DRAM1端口（I/O端口没有使用）；,（17）MP2_08：71位DRAM2端口（I/O端口没有使用）；,（18）ETC0,ETC1,ETC2,ETC4：28位I/OETC端口JTAG,OperatingMode,RESET,CLOCK(ETC3保留)。,8,2、GPIO特性,（1）控制146个GPIO中断；,（2）控制32个外部中断；,（3）237个多功能I/O端口；,（4）除GPH0,GPH1,GPH2,andGPH3外，其它GPIO在休眠模式控制引脚状态。,9,3、S5PV210I/O类型,配置I/O被分成类型A和B。,10,4、I/O说明（98页）,（1）GPIO块图,GPIO由两部分组成，依次是带电部分和不带电部分。带电部分在休眠模式下也提供电源，因此在休眠模式下寄存器的值被保存；不带电部分则不同。,11,12,（2）引脚摘要,13,（3）引脚复用说明（100页）,详情参考数据手册100页。,14,5、寄存器说明（115页）,（1）寄存器映射,每端口组有两种类型的控制寄存器，一种工作在正常模式，另外一种工作在掉电模式(STOP，DEEP-STOP，SLEEPmode)。,正常寄存器（如GPA0CON，GPA0DAT，GPA0PUD，GPA0DRV）对应正常模式；掉电寄存器（如GPA0CONPDN，GPA0PUDPDN）对应掉电模式。,15,如果S5PV210进入掉电模式，所有配置和下拉控制被设置为掉电模式。,16,17,18,19,20,21,22,23,太多，后续略。,24,（2）端口组GPA0控制寄存器,有6个控制寄存器，依次为：GPA0CON，GPA0DAT，GPA0PUD，GPA0DRV，GPA0CONPDN，GPA0PUDPDN（后两个是掉电模式用）。,GPA0CON,R/W,Address=0 xE020_0000,25,26,27,GPA0DAT,R/W,Address=0 xE020_0004,28,GPA0PUD,R/W,Address=0 xE020_0008,GPA0DRV,R/W,Address=0 xE020_000C,29,GPA0CONPDN,R/W,Address=0 xE020_0010,GPA0PUDPDN,R/W,Address=0 xE020_0014,其它端口组寄存器太多，这里略。,30,（3）GPIO中断控制寄存器（215页）,GPIO中断由22组构成，依次为：GPA0,GPA1,GPB,GPC0,GPC1,GPD0,GPD1,GPE0,GPE1,GPF0,GPF1,GPF2,GPF3,GPG0,GPG1,GPG2,GPG3,GPJ0,GPJ1,GPJ2,GPJ3、GPJ4。,S5PV210采用两种过滤检测中断：延迟过滤和数字过滤。,31,延迟过滤采用延迟单元。,如果时钟不可用，在上电区域选择延迟过滤。,延迟过滤在中断发生35纳秒后使能检测中断。,数字过滤意味着所有的中断是基于时钟的。数字过滤可以使用在时钟支持的区域。,32,当选择数字过滤时设置过滤宽度。,数字过滤在过滤宽度中每个时钟检测中断。,过滤宽度在上电部分是6位，在掉电部分是7位。,当使用中断功能时，为了使用中断可以使用延时过滤，也可以使用数字过滤。,33,当过滤被屏蔽时，系统从连续的中断中检测所有中断是很可能的，但有些中断会丢失。,为可靠检测中断，最好设置过滤使能。,GPIO中断不能用在唤醒资源中，对于唤醒中断源可以使用外中断。,下表为GPIO中断控制寄存器。,34,还有很多，略。,35,GPA0_INT_CON，R/W，Address=0 xE020_0700（222页）,36,37,38,其它寄存器类似，略。,39,GPA0_INT_FLTCON0,R/W,Address=0 xE020_0800（257页）,40,其它寄存器类似，略。,41,GPA0_INT_MASK,R/W,Address=0 xE020_0900（288页）,其它寄存器类似，略。,42,GPA0_INT_PEND,R/W,Address=0 xE020_0A00（300页）,其它寄存器类似，略。,43,GPIO_INT_GRPPRI,R/W,Address=0 xE020_0B00（312页）,GPIO_INT_PRIORITY,R/W,Address=0 xE020_0B04,44,GPIO_INT_SERVICE,R/W,Address=0 xE020_0B08（314页）,45,GPIO_INT_SERVICE_PEND,R/W,Address=0 xE020_0B0C（315页）,46,GPIO_INT_GRPFIXPRI,R/W,Address=0 xE020_0B10（316页）,47,GPA0_INT_FIXPRI,R/W,Address=0 xE020_0B14（316页）,其它寄存器类似，略。,48,48,（1）蜂鸣器应用,在应用中，为了产生声音报警，常常使用蜂鸣器。下图为S5PV210中使用蜂鸣器的电路接线图。,6、GPIO应用实例,49,49,蜂鸣器电路图,50,50,涉及寄存器及操作,端口控制寄存器GPA0CON（0 xE020_0000)。,端口数据寄存器GPA0DAT（0 xE020_0004)。,GPA0CON（0 xE020_0000)=OXXXXXXXX1。,GPA0DAT（0 xE020_0004)=0XXXXXXXXX00XXXXXXXXX1。,51,51,用ARM的汇编语言实现的程序,AREALarm,CODE,READONLY；只读的代码段ENTRY；程序入口点startLDRR0,=0XE0200000LDRR1,=0XFFFFFFF1STRR1,R0LDRR0,=0XE0200004LOOPLDRR1,=0XFFFFFFF0STRR1,R0BLdelayLDRR1,=0XFFFFFFF1STRR1,R0BLdelayBLOOP,52,52,用ARM的汇编语言实现的程序（续）,delayLDRR2,=0X0000FFFFdelay1MOVR3,R3SUBSR2,R2,#1BNEdelay1MOVPC,LREND；段结束,若使用BLR，编译器提示不能使用这种方式。,53,53,用C语言实现的程序,#defineGPA0CON(*(volatileunsignedint*)0 xE0200000)#defineGPA0DAT(*(volatileunsignedint*)0 xE0200004)/*延时程序*/voidDelayNS(intdly)inti;for(;dly0;dly-)for(i=0;i5000;i+);,54,54,/*蜂鸣程序*/intmain(void)GPA0CON=0XFFFFFFF1;/输出while(1)GPA0DAT=0XFFFFFFF0;DelayNS(10);GPA0DAT=0XFFFFFFF1;DelayNS(10);return(0);,用C语言实现的程序（续）,55,8.7S5PV210UART（853页）,8.7.1UART概述,S5PV210中的UART提供4个独立的、异步的串行I/O口。这些端口基于中断或DMA模式操作。UART基于中断或DMA在CPU和UART之间传输和接收数据。UART支持位速率高达3Mbps。每个UART通道包含两个FIFOs用于接收和发送数据：通道1的FIFOs是256字节，通道2是64字节，通道3、4是16字节。,56,UART包括可编程的波特率，红外接收器/发送器，插入1个或2个停止位，5、6、7、8位数据宽度和奇偶校验。,每个UART包含：一个波特率发生器、一个发送器、一个接收器和一个控制部件。如下图所示：,57,58,波特率发生器使用PCLK或SCLK_UART作为时钟，发送器和接收器包含有FIFOs和数据移位器。要发送的数据被写到TxFIFO，然后拷贝到发送移位器，数据通过发送数据引脚(TxDn)移位出去。接收的数据通过移位数据引脚(RxDn)移位进来，然后从移位器中拷贝到RxFIFO。,59,8.7.2UART的关键特性,（1）RxD0，TxD0，RxD1，TxD1，RxD2，TxD2，RxD3和TxD3能够基于DMA或中断操作；,（2）UART通道0、1、2、3具有IrDA1.0（红外数据协会）；,（3）UART通道0有256字节的FIFO,通道1有64字节的FIFO，通道2、3有16字节的FIFO；,60,（4）UART的通道0、1、2有nRTS0，nCTS0，nRTS1，nCTS1，nCTS2和nRTS2作为自动流控；,（5）支持硬握手的发送/接收。,8.7.3UART说明,以下部分依次描述UART的操作，如数据发送、数据接收、中断产生、波特率产生、环回模式、红外模式、自动流控。,61,（1）数据发送（855页）,发送的数据帧是可编程的，它包括1个起始位，58位数据位，1个可选的校验位，1个或2个停止位，这些为由线控寄存器ULCONn控制。发送器能够产生一个断点条件迫使输出到逻辑0状态作为一帧发送的开始，当前字完全发送完后该块将发送中断信号，当中断信号发送后，发送器连续发送数据到TxFIFO（TX保持寄存器，在非FIFO模式）。,62,（2）数据接收,类似于数据发送，接收的数据帧也是可编程的。它由1位起始位、58位数据位、1位可选的校验位、1位或2位停止位组成，由线控寄存器ULCONn控制。接收器检测超限错误、校验错误、帧错误、断点条件，每种情况设置错误标志。,超限错误指示老的数据未被读取前被新的接收数据覆盖；,63,校验错误指示接收器检测到一个不期望的校验条件；,帧错误指示接收到的数据没有有效的停止位；,断点条件指示RxDn输入引脚保持逻辑0的时间超过一帧数据的时间。,假如在3个字的时间期间没有接收到数据，并且在FIFO模式下RxFIFO非空就发生接收暂停条件。,64,（3）自动流控（AFC）（855页）,S5PV210中的UART0、UART1使用nRTS和nCTS信号来支持自动流控（AFC）。如果TxD3和RxD3被GPA1CON(GPIOSFR)设置为nRTS2和nCTS2时，UART2支持自动流控制。在这种情况下它可以被连接到外部的UARTS。连接UART到一个Modem，使用软件屏蔽UMCONn寄存器的AFC位和控制nRTS信号。,65,在AFC中，nRTS依赖于接收器的条件，鉴于nCTS信号控制发送器的操作。如果nCTS信号是活动的（在AFC中，nCTS信号意味着其它的UART的FIFO处于接收数据状态）UART的发送器发送数据到FIFO。在UART接受数据前，如果它的接收FIFO有多于2个字节是空的，nRTS信号必须是活动的。如果它的接收FIFO少于一个字节是空余的（在AFC中，nRTS信号意味着它自己的接收FIFO是处于接收数据状态），nRTS信号一定是非活动的。,66,UARTAFC的接口图如下：,67,（4）非自动流控实例（通过软件控制NRTS和NCTS）（856页）,拥有FIFO的RX操作,第一：选择传输模式（中断或DMA）；,第二：检查在UFSTATn寄存器中的RxFIFO的计数值，如果该值小于16，你必须设置UMCONn0为1（nRTS活动）；如果该值等于或大于16，你必须设置UMCONn0为0（nRTS非活动）；,68,第三：重复第二步。,拥有FIFO的Tx操作,第一：选择传输模式（中断或DMA）；,第二：检查UMSTATn0的值，如果该值是1（nCTS活动），你必须写数据到TxFIFO；,第三：重复第二步。,69,（5）在DMA模式中TX/RXFIFO触发级和DMA突发大小（857页）,如果Tx/Rx数据达到了在DMA模式中UFCONn寄存器的触发级别，DMA事务开始。一个DMA事务传输数据的大小由UCONn寄存器的DMA突发大小字段控制。DMA事务重复直到传输数据的大小达到Tx/RxFIFO触发级别。因此DMA突发大小应该是小于或等于Tx/RxFIFO触发级的。一般情况下建议Tx/RxFIFO的触发级和DMA突发大小匹配。,70,（6）RS-232C接口（857页）,为了连接UART到modem接口（不是空modem），需要用到nRTS,nCTS，nDSR，nDTR，DCD和nRI信号。由于AFC不支持RS-232C接口，你可以通过软件，利用I/O端口来控制这些信号。,71,（7）中断/DMA请求与产生,在S5PV210中的每个UART有7个状态信号（Tx/Rx/Error），它们依次是：重写错误、校验错误、帧错误、断点、接收缓冲数据就绪、发送缓冲空、发送移位空。这些情况通过UART的相关寄存器指示（UTRSTATn/UERSTATn）。,72,重写错误、校验错误、帧错误、断点情况说明了接收错误状态。如果将控制寄存器（UCONn）中接收错误中断使能位置1，接收错误状态产生接收错误状态中断。如果一个接收错误状态中断被检测到，可以通过读UERSTATn寄存器的值找到中断源。,73,在FIFO模式中如果接收移位器到接收FIFO寄存器的接收器的传送数据量大于或等于RxFIFO触发级，并且在控制寄存器（UCONn）中的接收模式位置1，Rx中断产生（中断请求或轮训模式）。,在非FIFO模式中，在中断请求和轮训模式下传输接收移位器到接收保持寄存器的数据产生Rx中断。,74,如果传输器从传输FIFO寄存器到传输移位器传输数据，并且在传输FIFO的数据量小于或等于TxFIFO触发级，Tx中断被产生（在控制寄存器被选作为中断请求或轮询模式提供传输模式）。在非FIFO模式中，在中断请求和轮询模式下传输从保持寄存器到传输移位器的数据产生TX中断。,75,如果在传输FIFO中的数据量小于触发级Tx中断总是要请求。这意味着只要你使能了Tx中断，一个中断就会请求产生，直到你填充Tx缓冲。推荐先填充Tx缓冲，再使能Tx中断。,S5PV210的中断控制器是触发级类型，如果你编程UART控制寄存器必须按级设置中断类型。,76,如果在控制寄存器中的接收和发送模式被选择为DMAn请求模式，那么DMAn请求产生代替上述情况下的Rx或Tx中断。,下表为拥有FIFO连接的中断：,77,78,（8）UART错误状态FIFO（858页）,UART除了RxFIFO寄存器外还有错误状态FIFO，错误状态寄存器指示在FIFO寄存器中接收的数据有错误。仅当数据有错并在准备读出数据时产生一个错误中断。为了清楚错误状态FIFO，有错的URXHn和UERSTATn必须读出。,79,例如：假设UARTRxFIFO依次接收A、B、C、D、E字符，在接收B时发生帧错误，在接收D时发生校验错误。,实际的UART接收错误不产生任何错误中断，有错误的接收字符是不读，如果有错误的接收字符被读将发生一个错误中断。,80,81,UART接收5个字符（其中2个错误）的示意图：,82,（1）红外（IR）模式（860页）,S5PV210UART块支持红外接收和发送。通过设置在UART控制寄存器（ULCONn）中的红外模式位来选择的。下图展示了如何实现红外模式：,83,在红外发送模式中，在普通的串行传输速率下（假如传输数据位是0）传输脉冲在位帧的3/16时产生。然而，在红外接收模式中，接收器必须在位帧的3/16检测识别0值（参考下面帧定时上图）。,84,85,86,8.7.4UART输入时钟图说明（862页）,S5PV210为UART提供了多种时钟。UART可以从PCLK或SCLK_UART中选择时钟，SCLK_UART来自于PLLs，具体参见时钟部分。,87,8.7.5UART的I/O说明（863页）,88,8.7.6UART的寄存器说明（864页）,（1）寄存器映射,89,90,91,92,93,（2）UART行控制寄存器（867页）,UART块中有4个行控制寄存器，依次为：ULCON0，ULCON1，ULCON2，ULCON3。,94,95,（3）UART控制寄存器（868页）,UART块有4个控制寄存器，依次为：UCON0，UCON1，UCON2，UCON3。,96,97,98,99,(4)UARTFIFO控制寄存器（870页）,UART块有4个UARTFIFO控制寄存器，它们依次为：UFCON0，UFCON1，UFCON2，UFCON3。,100,101,备注：如果UART没有达到FIFO触发级，并且在拥有FIFO的DMA接收模式下3个字的时间还没有接收到数据，Rx将产生中断，你必须检查FIFO状态并读出余下的数据。,102,(5)UARTModem控制寄存器（872页）,UART块有3个UARTMODEM控制寄存器，它们依次为：UMCON0，UMCON1，UMCON2。,103,104,105,(6)UARTTx/Rx状态寄存器（873页）,UART块有4个UARTTx/Rx状态寄存器，它们依次为：UTRSTAT0，UTRSTAT1，UTRSTAT2，UTRSTAT3。,106,107,(7)UART错误状态寄存器（874页）,UART块有4个UARTRx错误状态寄存器，它们依次为：UERSTAT0，UERSTAT1，UERSTAT2，UERSTAT3。,108,109,(8)UARTFIFO状态寄存器（875页）,UART块有4个UARTFIFO状态寄存器，它们依次为：UFSTAT0，UFSTAT1，UFSTAT2，UFSTAT3。,110,111,(9)UARTModem状态寄存器（876页）,UART块有3个UARTModem状态寄存器，它们依次为：UMSTAT0，UMSTAT1，UMSTAT2。,112,nCTSandDeltaCTSTimingDiagram,113,(10)UART传输缓冲寄存器（877页）,UART块有4个UART传输缓冲寄存器，它们依次为：UTXH0，UTXH1，UTXH2，UTXH3。UTXHn包含8位要传输的数据。,114,(11)UART接收缓冲寄存器（877页）,UART块有4个UART接收缓冲寄存器，它们依次为：URXH0，URXH1，URXH2，URXH3。URXHn包含8位接收的数据。,115,(12)UART通道波特率分频寄存器（878页）,UART块有4个UART通道波特率分频寄存器，它们依次为：UBRDIV0、UBRDIV1、UBRDIV2、UBRDIV3。,116,(13)UART通道分频曹寄存器（879页）,UART块有4个UART通道波特率分频寄存器，它们依次为：UDIVSLOT0、UDIVSLOT1、UDIVSLOT2、UDIVSLOT3。,117,UART波特率配置（879页）,在UART块中有4个波特率分频器。他们依次为：UBRDIV0，UBRDIV1，UBRDIV2，UBRDIV3。,存储在波特率分频寄存器（UBRDIVn）和分频曹寄存器（UDIVSLOTn）的值按下面方式决定串行Tx/Rx时钟率（波特率）。,118,DIV_VAL=UBRDIVn+(numof1sinUDIVSLOTn)/16,DIV_VAL=(PCLK/(bpsx16)1,或者,DIV_VAL=(SCLK_UART/(bpsx16)1,这里分频值是1到216-1。,使用UDIVSLOT，你可以产生更精确的波特率。,119,例如：假如波特率是115200bps，SCLK_UART是40MHz，UBRDIVn和UDIVSLOTn：（879页）,DIV_VAL=(40000000/(115200 x16)-1=21.7-1=20.7,UBRDIVn=20(integerpartofDIV_VAL),(numof1sinUDIVSLOTn)/16=0.7，所以：(numof1sinUDIVSLOTn)=11，因此UDIVSLOTncanbe16b1110_1110_1110_1010或16b0111_0111_0111_0101等。,120,推荐按下表选择UDIVSLOTn的值：,121,UART波特率错误容忍（880页）,UART的帧错误低于1.87%(3/160)；,tUPCLK=(UBRDIVn+1)x16x1Frame/(PCLKorSCLK_UART)，tUPCLK:RealUARTClock；,tEXTUARTCLK=1Frame/baud-rate，tEXTUARTCLK:IdealUARTClock；,UARTerror=(tUPCLKtEXTUARTCLK)/tEXTUARTCLKx100%；,1Frame=startbit+databit+paritybit+stopbit。,122,UART的Clock和PCLK的关系（880页）,对PCLK到UARTCLK的时钟平率的比率有一个限制：,UARTCLK的频率不能快于PCLK的频率的5.5/3倍。,FUARTCLK=5.5/3XFPCLKFUARTCLK=baudratex16,这样有足够的时间写接收数据到接收FIFO。,123,（13）UART的中断挂起寄存器（881页）,UART有4个中断挂起寄存器，它们依次为：UINTP0，UINTP1，UINTP2，UINTP3。,中断挂起寄存器包含中断产生的信息：,124,125,如果上述4位中有1位是“1”，每个UART通道产生中断。,当清除在中断控制器（INTC）里的中断挂起寄存器后，在中断服务程序里要清楚这些寄存器。通过写“1”到你想要清除的位来清除指定的UINTP位寄存器。,（14）UART中断源挂起寄存器,UART有4个中断源挂起寄存器，它们为：UINTSP0，UINTSP0，UINTSP0，UINTSP0。,126,中断源挂起寄存器包含中断产生的信息，而不是中断屏蔽寄存器的值。,127,（15）UART中断屏蔽寄存器（882页）,UART有4个中断屏蔽寄存器，依次为：UINTM0，UINTM1，UINTM2，UINTM3。,中断屏蔽寄存器包含哪些中断源是屏蔽的信息。如果一个特定位是“1”，即使相应的中断产生，中断请求信号到中断控制器是不产生的。如果屏蔽为时“0”，中断请求被相应的中断源服务。,128,129,UINTSP，UINTP和UINTM的块图：,130,8.7.7UART应用实例,通用异步收发器简称UART，即UNIVERSALASYNCHRONOUSRECEIVERANDTRANSMITTER，它用来传输串行数据。发送数据时：CPU将并行数据写入UART，UART按照一定的格式在一根电线上串行发出。接收数据时：UART检测另一根电线的信号，将串行收集在缓冲区中，CPU即可读取UART获得这些数据。,131,在S5PV210中，UART提供了4对独立的异步串口I/O端口，有4个独立的通道，每个通道可以工作于DMA模式或者中断模式。其中，通道0有256byte的发送FIFO和256byte的接收FIFO，通道1有64byte的发送FIFO和64byte的接收FIFO，而通道2和3只有16byte的发送FIFO和16byte的接收FIFO。,132,S5PV210的UART结构图如下：,133,UART使用标准的TTL/CMOS逻辑电平来表示数据，为了增强数据抗干扰能力和提高传输长度，通常将TTL/CMOS逻辑电平转换为RS-232逻辑电平，通常使用的是MAX3232SOP芯片,使用的是TX0和RX0。,134,135,通过设置UART相关寄存器，我们就可以驱动UART工作，达到发送和接收字符的目的。,/*main.c*/intmain()charc;uart_init();/初始化串口while(1)c=getc();/接收一个字符cputc(c+1);/发送字符c+1return0;,136,/*uart.c*/voiduart_init()/第1步配置引脚用于RX/TX功能GPA0CON=0 x22222222;GPA1CON=0 x2222;/第2步设置数据格式等UFCON0=0 x1;/使能FIFOUMCON0=0 x0;/无流控ULCON0=0 x3;/数据位:8,无校验,停止位:1UCON0=0 x5;/时钟：PCLK，禁止中断，使能UART发送、接收/第3步设置波特率UBRDIV0=UART_UBRDIV_VAL;/35UDIVSLOT0=UART_UDIVSLOT_VAL;/0 x1,137,上述代码共有3个步骤，下面我们来一一讲解每一个步骤：,第一步配置引脚用于RX/TX功能,参考UART引脚连接图，我们需要设置GPA0CON和GPA1CON寄存器使GPA0和GPA1引脚用于UART功能。即4个端口都工作在UART模式。,138,GPA0CON,R/W,Address=0 xE020_0000,139,140,141,GPA1CON,R/W,Addres