第10章S3C44B0_S3C2410_2440通信与LCD接口技术(1)

1、1TM1n配套教材：配套教材：ARMARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程，第，第2 2版版邱铁邱铁 编著，清华大学出版社，编著，清华大学出版社，2013.82013.8E_mail:E_mail:ARMARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程2TM第第10章章S3C44B0/S3C2410/S3C2440通信与通信与LCD接口技术接口技术本章基于嵌入式微控制器本章基于嵌入式微控制器S3C44B0X和和S3C2410/S3C2440，介绍了通用异步收发器，介绍了通用异步收发器（ U A R T ） 、） 、 I 2 C 总 线 的 通 信 原 理 和总 线 的 通 信 原 理 和

2、S3C44B0X/S3C2410/S3C2440的用作图形界的用作图形界面接口的面接口的LCD控制器，每种功能部件都列出控制器，每种功能部件都列出了相应的典型开发实例。了相应的典型开发实例。3TM3内容提要内容提要101 S3C44B0/ S3C2410 UART102 S3C44B0/ S3C2410 I2C总线接口总线接口103 S3C44B0/S3C2410 LCD控制器控制器4TM4101 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UARTn通用异步接收和发送通用异步接收和发送UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter

3、）协议作为一种低速通信协议）协议作为一种低速通信协议,广泛应用于通广泛应用于通信领域的各种场合。信领域的各种场合。 5TM51011 UART原理原理n1串行通信的工作方式串行通信的工作方式6TM6n2串行通信的波特率串行通信的波特率n在串行通信中，用波特率来描述数据的传输在串行通信中，用波特率来描述数据的传输速度。波特率是每秒钟传送的二进制位数，速度。波特率是每秒钟传送的二进制位数，其单位是其单位是bps(bits per second)。n是衡量串行数据速度快慢的重要指标。异步是衡量串行数据速度快慢的重要指标。异步串行通信要求通信双方的波特率必须相同。串行通信要求通信双方的波特率必须相同。

4、7TM7n3奇偶校验奇偶校验n在发送数据时，每个数据后要附加在发送数据时，每个数据后要附加1个奇偶校个奇偶校验位，这个校验位可以为验位，这个校验位可以为1也可以为也可以为0，用来，用来保证包括奇偶校验位在内的所有传输的数据保证包括奇偶校验位在内的所有传输的数据帧中帧中1的的个数为奇数（奇校验）或的的个数为奇数（奇校验）或1的个数的个数为偶数（偶校验）。为偶数（偶校验）。 8TM8n4数据帧格式数据帧格式9TM910TM1011TM1112TM12n5RS232、EIA-422和和EIA-485标准标准nRS232接口是接口是1970年由美国电子工业协会（年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔公

5、司、）联合贝尔公司、 调制解调器厂家及计调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。的标准。n全名是全名是“数据终端设备（数据终端设备（DTE）和数据通讯）和数据通讯设备（设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口）之间串行二进制数据交换接口技术标准技术标准” 13TM13n为扩展应用范围，为扩展应用范围，EIA于于1983年在年在EIA-422基基础上制定了础上制定了EIA-485标准，增加了发送器的标准，增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为范围，后命名为TIA/EIA

6、-485-A标准。标准。 14TM141012 S3C44B0/ S3C2410 UART模块模块nS3C44B0的的UART单元提供两个独立异步串行单元提供两个独立异步串行I/O（SIO）端口，）端口，S3C2410/S3C2440的的UART提供提供3个个独立异步串行独立异步串行I/O，每一个可以在基于中断和基于，每一个可以在基于中断和基于DMA的模式下操作。的模式下操作。nS3C44B0的的UART可以支持位速率高达可以支持位速率高达115.2K bps，S3C2410/S3C2440的的UART可支持高达可支持高达230.4K bps。每个。每个UART通道包含两个通道包含两个16字节

7、先进先出缓字节先进先出缓存（存（FIFO），负责数据的接收和发送。），负责数据的接收和发送。 15TM1516TM16nS3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART模块模块17TM1710.1.3 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART操作操作n1数据发送与接收数据发送与接收n它包括一个起始位，它包括一个起始位，58个数据位，一个可选的奇个数据位，一个可选的奇偶校验位和偶校验位和12个停止位，用户可以通过线控制寄个停止位，用户可以通过线控制寄存器（存器（ULCONn）的编程来设定。）的编程来设定。n在数据传输完成后产生传输中止信号，在中止信号在数据传输完成后产生传

8、输中止信号，在中止信号传输后，可以继续向传输后，可以继续向Tx FIFO（或在非（或在非FIFO模式下模式下的的Tx 保持寄存器）中发送数据。保持寄存器）中发送数据。 18TM18n2自动流量控制（自动流量控制（AFC）：）：n S3C44B0和和S3C2410/S3C2440支持带有支持带有nRTS和和nCTS信号的自动流量控制。如果希信号的自动流量控制。如果希望连接望连接UART到调制解调器，禁止到调制解调器，禁止UMCONn寄存器的自动流量控制位，然后通过软件控寄存器的自动流量控制位，然后通过软件控制制nRTS的信号。的信号。 19TM1920TM20n3自环模式：自环模式：nS3C44

9、B0和和S3C2410/S3C2440提供一个测提供一个测试模式称为自环模式，以解决在通信连接时试模式称为自环模式，以解决在通信连接时的错误。在此模式下，发送的数据被直接接的错误。在此模式下，发送的数据被直接接收。收。 21TM21n4红外模式：红外模式：nS3C44B0和和S3C2410/S3C2440的的UART模模块支持红外（块支持红外（IR）发送和接收，可以通过设）发送和接收，可以通过设置置UART控制寄存器中的红外模式位选定控制寄存器中的红外模式位选定 22TM22红外模式功能框图红外模式功能框图 23TM23n当当IR处于发送模式时，如果输送的的数据位处于发送模式时，如果输送的的数

10、据位为为0，传输周期是正常串口传输的，传输周期是正常串口传输的3/16脉冲；脉冲；当当IR处于接收模式时，接收器必须侦测处于接收模式时，接收器必须侦测3/16脉冲周期来识别一个脉冲周期来识别一个0值。值。n红外模式数据位传输形式见红外模式数据位传输形式见教材教材ARM嵌入嵌入式系统结构与编程式系统结构与编程图图10-6实例实例 24TM241014 UART中断与波特率的计算中断与波特率的计算n1UART中断中断nS3C44B0和和S3C2410/S3C2440每个每个UART有有7个状态信号：超时错误、奇偶错误、帧错个状态信号：超时错误、奇偶错误、帧错误、通信中止、接收数据缓冲区就绪、发送误

11、、通信中止、接收数据缓冲区就绪、发送数据缓冲区为空和发送移位寄存器为空数据缓冲区为空和发送移位寄存器为空 25TM25n2波特率的产生波特率的产生26TM26举例举例n若波特率为若波特率为115200bps，时钟源频率，时钟源频率MCLK为为40MHz，除数，除数UBRDIVn应如何计算？应如何计算？n解：解：UBRDIVn =( round_off) (40000000/(115200 X 16)-1n =( round_off)(21.7)-1n =20n一般为了减小误差，采取四舍五入的原则：一般为了减小误差，采取四舍五入的原则：nUBRDIVn =( round_off) (400000

12、00/(115200 X 16)+0.5)-1n =( round_off)(21.7+0.5)-1n =2127TM271015 S3C44B0/ S3C2410 UART专用专用功能寄存器功能寄存器n1UART线控制寄存器线控制寄存器(ULCONn)nS3C44B0有有2个个UART线控制寄存器，线控制寄存器，ULCON0和和ULCON1。nS3C2410/S3C2440有三个有三个UART控制寄存器控制寄存器，ULCON0，ULCON1和和ULCON2。 28TM2829TM2930TM30n2UART控制寄存器控制寄存器UCONnnS3C44B0有有2个个UART控制寄存器：控制寄存器

13、：UCON0和和UCON1。S3C2410/S3C2440有三个有三个UART控制寄存器：控制寄存器：UCON0，UCON1和和UCON2。 31TM3132TM3233TM33n3UART FIFO控制寄存器控制寄存器nS3C44B0有有2个个UART FIFO控制寄存器：控制寄存器：UFCON0和和UFCON1。S3C2410/S3C2440有有3个个UART FIFO控制寄存器：控制寄存器：UFCON0，UFCON1和和UFCON2。 34TM3435TM3536TM36n4UART调制解调器控制寄存器调制解调器控制寄存器nS3C44B0有有2个个UART调制解调器控制寄存调制解调器控制

14、寄存器，器，UMCON0和和UMCON1。nS3C2410/S3C2440有有3个个UART调制解调器调制解调器控制寄存器：控制寄存器：UMCON0，UMCON1和和UMCON2。 37TM37nUART调制解调器控制寄存器详细信息见调制解调器控制寄存器详细信息见教教材材ARM嵌入式系统结构与编程嵌入式系统结构与编程表表10-538TM38n5UART 发送发送/接收状态寄存器接收状态寄存器nS3C44B0有有2个个UART发送发送/接收状态寄存器接收状态寄存器：UTRSTAT0和和UTRSTAT1。nS3C2410/S3C2440有有3个个UART发送发送/接收状接收状态寄存器：态寄存器：U

15、TRSTAT0，UTRSTAT1和和UTRSTAT2。39TM3940TM40n6UART错误状态寄存器错误状态寄存器nS3C44B0有有2个个UART错误状态寄存器：错误状态寄存器：UERSTAT0和和UERSTAT1。nS3C2410/S3C2440有有3个个UART错误状态寄错误状态寄存器：存器：UERSTAT0，UERSTAT1和和UERSTAT2 n详细信息见详细信息见教材教材ARM嵌入式系统结构与编嵌入式系统结构与编程程表表10-741TM41n7UART FIFO状态寄存器状态寄存器nS3C44B0有有2个个UART FIFO状态寄存器：状态寄存器：UFSTAT0和和UFSTAT

16、1。nS3C2410/S3C2440有有3个个UART FIFO状态寄状态寄存器：存器：UFSTAT0，UFSTAT1和和UFSTAT2。 42TM4243TM43n8UART 调制解调器状态寄存器调制解调器状态寄存器nS3C44B0有有2个个UART调制解调器状态寄存调制解调器状态寄存器：器：UMSTAT0和和UMSTAT1。nS3C2410/S3C2440也有也有2个个UART调制解调调制解调器状态寄存器：器状态寄存器：UMSTAT0和和UMSTAT1 n详细信息见详细信息见教材教材ARM嵌入式系统结构与编嵌入式系统结构与编程程表表10-944TM44n9UART 发送缓冲寄存器发送缓冲寄

17、存器nS3C44B0有有2个个UART发送缓冲寄存器：发送缓冲寄存器：UTXH0和和UTXH1。nS3C2410/S3C2440也有也有3个个UART发送缓冲发送缓冲寄存器：寄存器：UTXH0、UTXH1和和UTXH2。 45TM4546TM46n10UART 接收缓冲寄存器接收缓冲寄存器nS3C44B0有有2个个UART发送缓冲寄存器：发送缓冲寄存器：URXH0和和URXH1。nS3C2410也有也有3个个UART发送缓冲寄存器：发送缓冲寄存器：URXH0、URXH1和和URXH2。 47TM4748TM481016 S3C44B0/ S3C2410 UART设计设计实例实例nRS-232接

18、口设计接口设计49TM49n软件设计软件设计n串口通信的软件设计包括硬件设备的初始串口通信的软件设计包括硬件设备的初始化、数据发送程序与数据接收程序，其中化、数据发送程序与数据接收程序，其中接收可以采用中断的方式，可以采用查询接收可以采用中断的方式，可以采用查询的方式。的方式。n具本编程实例见具本编程实例见教材教材ARM嵌入式系统结嵌入式系统结构与编程构与编程第第314页页50TM50102 S3C44B0/ S3C2410 I2C总线接口总线接口nI2C（InterIntegrated Circuit）总线是由）总线是由Philips半导体公司于上世纪半导体公司于上世纪80年为了实现在年为了

19、实现在同一块电路板上的各个器件进行简单的消息同一块电路板上的各个器件进行简单的消息传递而设计的。传递而设计的。 51TM51n1 I2C工作原理工作原理nI2C的工作原理类似于电话网络，各种被控制的工作原理类似于电话网络，各种被控制电路均并联在这条总线上，只有拨通各自的电路均并联在这条总线上，只有拨通各自的号码被控电路才能工作，所以每个电路和模号码被控电路才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址。块都有唯一的地址。 52TM5253TM53n开始信号：开始信号：SCL为高电平时，为高电平时，SDA由高电平由高电平向低电平跳变，开始传送数据向低电平跳变，开始传送数据54TM54n结束信号：结束

20、信号：SCL为高电平时，为高电平时，SDA由低电平向高由低电平向高电平跳变，结束传送数据电平跳变，结束传送数据55TM55n传输状态与空闲状态：当传输状态与空闲状态：当SCL为高电平时，为高电平时，保持保持SDA高电平（或低电平）不变，那么高电平（或低电平）不变，那么I2C总线保持在传输状态或者空闲状态。总线保持在传输状态或者空闲状态。 56TM56n应答信号：接收数据的组件在接收到应答信号：接收数据的组件在接收到8bit数数据后，向发送数据的据后，向发送数据的I2C器件发出特定的低电器件发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。平脉冲，表示已收到数据。 57TM57n2 I2C总线的操作总线的操

21、作n控制字节控制字节 在起始条件之后，必须是器件的控制字节在起始条件之后，必须是器件的控制字节，其中高四位为器件类型识别符（不同的芯片类型，其中高四位为器件类型识别符（不同的芯片类型有不同的定义），接着三位为片选，最后一位为读有不同的定义），接着三位为片选，最后一位为读写位，当为写位，当为1时为读操作，为时为读操作，为0时为写操作。时为写操作。 n写操作写操作 分为分为“字节写字节写”和和“页面写页面写”两种操作。对两种操作。对于页面写，根据芯片的一次装载的字节不同有所不于页面写，根据芯片的一次装载的字节不同有所不同。同。n读操作读操作 有三种基本操作：当前地址读、随机读和顺有三种基本操作：当

22、前地址读、随机读和顺序读三种。序读三种。 58TM58n3 I2C总线地址总线地址59TM591022 S3C44B0和和S3C2410/S3C2440 I2C总线功能模块总线功能模块nS3C44B0和和S3C2410/S3C2440这两款这两款RISC微处理器都支持多主控的微处理器都支持多主控的I2C串行总线接口。串行总线接口。n一条专门的串行数据线（一条专门的串行数据线（SDA）和一条时钟）和一条时钟信号线（信号线（SCL）在所有连接到）在所有连接到I2C总线上的主总线上的主控组件和周边设备之间进行信息的传送。控组件和周边设备之间进行信息的传送。SDA和和SCL都是可以双向传送的。都是可以双向传送的。60TM6061TM611023 S3C44B0和和S3C2410/S3C2440 I2C总线操作总线操作n1I2C总线接口的工作模式总线接口的工作模式nC44B0和和S3C2410的的I2C总线接口有四种工作模式：总线接口有四种工作模式：n主控组件传送模式主控组件传送模式n主控组件接收模式主控组件接收模式n从组件传送模式从组件传送模式n从组件接受模式从组件接受模式62TM62nS3C44B0和和S3C2410/S3C2440的的I2