裸板串口课程设计

1、电 子 科 技 大 学语言类综合项目实践报告学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验时间： 年 月 日1、课程设计目的本课设目的是对在裸板上进行一些初始化操作，实现UART串口通讯驱动，即实现PC端与开发板间串口的通讯，从PC终端输入字符，开发板再将其返回到PC终端（也叫回显）。驱动程序的实质即对硬件资源的管理。2、 课程设计任务了解串口通信基本原理，查看开发板上datasheet上关于串口的连接方式，以及其特点；根据ARM mini2440的硬件原理，设置对应的寄存器，用程序初始化串口硬件，控制串口硬件实现字符串接收、发送等功能。编程实现ARM UART（Universal Asynchron

2、ous Receiver and Transmitter）通讯。主要任务为：1、设置管脚模式；2、设置通信模式（8个数据位，1个停止位，无校验）；3、设置数据读取模式（中断、轮询）；4、设置是否用硬件缓存（FIFO,NONFIFO）；5、设置是否启用硬件流控；6、设置传输速度：波特率。3、裸板串口的设计3.1需求分析数据流程图3.1.1顶层数据流图3.2概要设计程序结构图3.3详细设计程序流程图4、裸板串口的实现4.1 关看门狗4.1.1代码4-1LDR R0,=0x53000000 （1）MOVR1,#0x0 STRR1,R0 4.1.2注释看门狗定时器控制寄存器寄存器地址描述复位值WTCO

3、N0x53000000看门狗定时器控制寄存器0x8021WTCON位描述初始值Watchdog timer【5】看门狗定时器使能位。0=无效 1=有效1Reset enable/disable【1】对于复位信号看门狗定时器 输出使能位。1：看门狗定时器曹氏，发出s3c2440A复位信号。0：看门狗定时器复位功能无效1Interrupt generation【2】中断使能位0=无效 1=有效04-1（1）设置看门狗定时器控制寄存器的值，看门狗定时器内部有一个递减计数器，当该计数器递减为0的时候，会产生复位控制器信号，自动重启控制器。在这里，我们为了防止看门狗产生复位控制器信号，将机器重启，所以要

4、将看门狗定时器控制寄存器中的内容赋0，使看门狗定时器无效.4.2 关中断代码4-2LDR R0,=0x4A000008 （1）LDR R1,=0x3ff STR R1,R0 中断屏蔽寄存器寄存器地址读写描述复位值INTMSK0x4A000008R/W决定哪个中断源被屏蔽0=中断服务无效 1=中断服务有效0xFFFFFFFF4-2（1）设置中断屏蔽寄存器。中断屏蔽寄存器该寄存器包括32位，每个都是和一个中断源相关。如果某位置1，则CPU不会服务相应中断源的中断请求。如果屏蔽位为0，中断请求可以被服务。这里我们将0x3ff写入中断屏蔽寄存器中是将所有的中断服务屏蔽。因为这里我们这里只需执行一个简单

5、的数据传输服务，如果中断服务没有被屏蔽，那我们的传输过程中就可能受到中断服务的影响，导致传输服务停止或出错。所以在最开始我们就要屏蔽掉中断服务。4.3 时钟设置代码4-3LDR R0,=0x4C000000 （1）MOV R1,#0xFFFFFFFF STR R1,R0 锁定时间计数寄存器寄存器地址读写描述复位值LOCKTIME PLL0x4C000000R/W锁定时间计数寄存器0xFFFFFFFFLOCKTIME位描述初始值U_LTIME31:16UPLL对于UCLK的锁定时间计数值0xFFFFM_LTIME15:0MPLL对于FCLK、HCLK、PCLK的锁定时间计数值0xFFFF4-3（

6、1）设置锁定时间计数寄存器的值。锁定时间计数寄存器分别设定了UPLL对于UCLK的锁定时间计数值和MPLL对于FCLK、HCLK、PCLK的锁定时间计数值，这里我们在设定UCLK与MPLL的相关值之前，先将锁定时间计数寄存器进行一个初始化复位。PS：1. MPLL用于CPU及其他外围器件，UPLL用于USB 2. MPLL产生的FCLK， HCLK， PCLK三种频率分别有不同的用途： FCLK是CPU提供的时钟信号。 HCLK是为AHB总线提供的时钟信号，主要用于高速外设，比如内存控制器，中断控制器，LCD控制器，DMA 等。S3C2440最大支持400MHz的主频,我们可以通过设定MPLL

7、, UPLL寄存器来设定CPU的工作频率。 PCLK是为APB总线提供的时钟信号，主要用于低速外设，比如看门狗，UART控制器， IIS, I2C， SDI/MMC, GPIO，RTC and SPI等。 3. UPLL，专门用于驱动USB host/Device。并且驱动USB host/Device的频率必须为48MHz。 4. 设置MPLL和UPLL时，必须先设定UPLL，然后才能设定MPLL，而且中间需要大约7个空指令（NOP）的间隔。代码4-4LDR R0,=0x4C000014 （1）MOV R1,#7 STR R1,R0 时钟分频器控制寄存器寄存器地址读写描述复位值CLKDIVN

8、0x4C000014R/W时钟分频器控制寄存器0x00000000CLKDIVN位描述初始值DIVN_UPLL3UCLK选择寄存器（UCLK必须对USB提供 48MHz）0:UCLK=UPLL clock UPLL时钟被设置为48MHz1:UCLK=UPLL clock/2 UPLL时钟被设置为96MHz0HDIVN2：100：UCLK=FCLK/101：UCLK=FCLK/210：UCLK=FCLK/4，当CAMDIVN9=0 UCLK=FCLK/8，当CAMDIVN9=111：UCLK=FCLK/3，当CAMDIVN8=0 UCLK=FCLK/6，当CAMDIVN8=100PDIVN00：

9、PCLK是和HCLK/1相同的时钟1：PCLK是和HCLK/2相同的时钟04-4(1)设置时钟分频器控制寄存器的值，这里我们设置为7，从上表可看出是为了将时钟频率设置为PCLK=HCLK/2，因为当CAMDIVN8=1，所以UCLK=FCLK/6，而UCLK=UPLL clock, UPLL时钟被设置为48MHz。代码4-5 LDR R0,=0x4c000008 (1) LDR R1,=(56<<12)+(2<<4)+2) STR R1,R0 NOP (2) NOP NOP NOP NOP NOP NOP LDRR0,=0x4c000004 （3） LDRR1,=(68

10、<<12)+(1<<4)+1) STR R1,R0 BL M_INIT BL StacksInit BL UART MPLL、UPLL配置寄存器寄存器地址读写描述复位值MPLLCOM0x4c000004R/WMPLL配置寄存器0x00096030UPLLCOM0x4c000008R/WUPLL配置寄存器0x0004d0304-5(1)先设置MPLL配置寄存器的值，根据公式R1=(U_MDIV<<2)+(U_PDIV<<4)+U_SDIV)得出配置值。4-5(2)这里使用了7个空指令，4-3(1)的PS里已说明这一点4-5(3)再设置UPLL配置寄

11、存器，根据公式R1=(M_MDIV<<12)+(M_PDIV<<4)+M_SDIV)得出配置值。However we seted the CLKDIV2 value to 1,so the UPLL value is seted to 98MHz and if you remove the command of "LDR R1,R0",the code is also right;I don't know the reason ,so I think the following UPLL value setting could be omit

12、tedif we want to set the baut to 115200,because of the Baud-Rate Error Tolerance, we need a HCLK which is greater than 50MHZ;so we set the MDIV to 68,set the PDIV to 1 and set the SDIV to 1 as well so that we can get a FCLK which is 304MHZ4-5(6)跳转到M_INIT，进行内存初始化工作4-5(7)跳转到StacksInit，进行堆栈初始化4-5(8)跳转到

13、UART ，进行串口设置 4.4内存初始化代码4-6M_INITLDR r0, =0x48000000 LDR r1, =0x48000034 （1）ADR r2, memdata Initmemloop （2） LDR r3, r2, #4 STR r3, r0, #4 TEQ r0, r1 BNE initmemloop MOV pc,lr （7）memdata DCD 0x22000000 ;BWSCON （8） DCD 0x00000700 ;BANKCON0 (9) DCD 0x00000700 ;BANKCON1 DCD 0x00000700 ;BANKCON2 DCD 0x000

14、00700 ;BANKCON3 DCD 0x00000700 ;BANKCON4 DCD 0x00000700 ;BANKCON5 DCD 0x00018005 ;BANKCON6 DCD 0x00018005 ;BANKCON7 DCD 0x008e07a3 ;REFRESH (10) DCD 0x000000b1 ;BANKSIZE (11) DCD 0x00000030 ;MRSRB6 (12) DCD 0x00000030 ;MRSRB7 (13)总线宽度&等待状态控制寄存器寄存器地址描述复位值BWSCON0x48000000总线宽度&等待状态控制寄存器0X000000

15、00Bank控制寄存器寄存器地址复位值寄存器地址复位值BANKCON00x480000040x0700BANKCON40x480000100x0700BANKCON10x480000080x0700BANKCON50x480000140x0700BANKCON20x4800000C0x0700BANKCON60x4800001C0x180084-6(1)设置4-6(2)设置GPHCON的值为0x48000034，决定SRAM对bank6与bank7使用UB/LB，并且决定bank1的数据总线宽度为保留的，bank0的数据总线宽度为32bit 4-6(3)4-6(4)4-6(5)4-6(6)4-

16、6(7)4-6(8)设置BWSCON的值为0x22000000，决定对bank6与bank7使用UB/LB4-6(9)将BANKCON07控制寄存器复位4-6(10) / /23位：1：刷新使能有效 /21:20位：00：SDRAM RAS预充电时间=2clock /19:18位：11：SDRAM半行周期时间Tsrc=7clock /10:0位：1110100011：SDRAM刷新计数值4-6(11)/0x000000b1=10110001 /7位：1：ARM内核突发操作使能有效 /5位：1：SCKE使能SDRAM power down模式有效 /4位：1：SCLK仅当访问周期才被激活 /2:

17、0位：001：BANK6/7存储分布为64MB/64MB4-6(12)MRSRB6 模式寄存器集寄存器bank64-6(13)MRSRB7 模式寄存器集寄存器bank7 /0x00000030=110000 /6:4位：100：CAS反应时间011=3 clock4.5堆栈初始化代码4-7_STACKBASEADDREQU0x33ff8000 （1）StackUse EQU (_STACKBASEADDR-0x3800)StackSvcEQU(_STACKBASEADDR-0x2800)StackUndEQU(_STACKBASEADDR-0x2400)StackAbtEQU(_STACKBA

18、SEADDR-0x2000)StackIRQEQU(_STACKBASEADDR-0x1000)StackFIQEQU(_STACKBASEADDR-0x0000)USERMODE EQU 0x10 （2）FIQMODEEQU0x11IRQMODEEQU0x12SVCMODEEQU0x13ABORTMODEEQU0x17UNDEFMODEEQU0x1bSYSMODEEQU0x1fIRQDISEQU0x80 （3）FIQDISEQU0x40 StacksInit （4） MOVR0,LR;Save the func return Addr MSR CPSR_c,#(SVCMODE|IRQDIS|

19、FIQDIS)LDRSP,=StackSvcMSRCPSR_c,#(UNDEFMODE|IRQDIS|FIQDIS)LDRSP,=StackUndMSRCPSR_c,#(ABORTMODE|IRQDIS|FIQDIS)LDRSP,=StackAbtMSRCPSR_c,#(IRQMODE|IRQDIS|FIQDIS)LDRSP,=StackIRQMSRCPSR_c,#(FIQMODE|IRQDIS|FIQDIS)LDRSP,=StackFIQMSRCPSR_c,#(SYSMODE|IRQDIS|FIQDIS)LDRSP,=StackUseMOVPC,R04-7(1)堆栈地址定义4-7(2)工作模

20、式定义4-7(3)初始化定义4.6串口设置代码4-8UART LDR R0,=0x56000070(1)LDR R1,R0ORR R1,R1,#0xa0(2)STR R1,R0LDR R0,=0x56000078(3)MOV R1,#0(4)STR R1,R0LDR R0,=0x50000000 (5)MOV R1,#3(6)STR R1,R0LDR R0,=0x50000004(7)MOV R1,#0x5(8)STR R1,R0LDR R0,=0x50000008(9)MOV R1,#0 (10)STR R1,R0LDR R0,=0x5000000c(11)MOV R1,#0(12)STR

21、R1,R0LDR R0,=0x50000028(13)MOV R1,#26 (14)STR R1,R0;to confirm that whether the UART is workingLDR R0,=0x50000020 (15)MOV R1,#98 (16)STR R1,R0LOOP (17)LDR R0,=0x50000010LDR R1,R0 (18) ANDS R1,R1,#1 BEQ LOOP (19)LDR R0,=0x50000024LDR R1,R0(20); LDR R0,=0x50000020STR R1,R0B LOOPEND4-8(1)设置端口H控制寄存器GPHC

22、ON，GPHCON与GPHUP是两个管脚设置寄存器，GPHCON负责GPIO port H设置位，而GPHCON负责GPIO port H设置位4-8(2)把R1和#0xa0按位进行逻辑“或”运算，并把结果存入R。目的是设置GPH2 to TXD0,GPH3 to RXD04-8(3)设置GPHUP 4-8(4)the pull up function is disabled，到这里的前几个步骤都是在设置UART的管脚模式4-8(5)设置线性控制寄存器ULCON0，它主要用来配置奇偶校验模式、停止位、字长，即UART的通讯模式4-8(6)将0x3=00000011送入线性控制器，即控制发送接搜

23、毎帧的数据位数为8bit；4-8(7)通过设置UART0控制寄存器UCON0来确定数据读取模式4-8(8)将0x245=00000101送入UCON0，第0、1位决定用中断请求或查询模式来读取UART接收缓存寄存器中的数据 ，第2、3决定用中断请求或查询模式来写数据到UART发送缓存寄存器.4-8(9)这里是通过设置FIFO控制寄存器UFCON0，来设置硬件的缓存模式4-8(10)设置为0000000 使FIFO 无效，即NON-FIFO模式4-8(11)设置MODEM控制寄存器UMCON0 4-8(12)使Auto Flow Control无效，nRTS由软件控制，0=Hlevel（去激活n

24、RTS）4-8(13)设置波特率除数寄存器UBRDIV0。它存储在波特率除数寄存器中的值用于君顶串行发送接收时钟率（波特率）4-8(14)由公式UBRDIVn=（int）（UART clock/(buad rate *16 )）-1得出UBRDIV0中的值为26，决定串行发送接收时钟率（波特率）4-8(15)设置发送缓存寄存器UTXH04-8(16)UART0发送的数据为984-8(17)If we add a loop forever we could get a right answer,otherwise the PC will print wrong charater forever.

25、;I think my code is wrong somewhere,but I can not find it out,so I add a loop for get a right answer4-8(18) ;get value of UTRSTAT0 which is the UART status register4-8(19)if the UTRSTAT00 was seted to 1,the buffer register has a received data 4-8(20)将数据返回到PC中5、 测试5.1测试工具：硬件：开发板：友善之臂公司的“mini2440”CPU处

26、理器：SamsungS3C2440A，主频400MHa，最高533MHzSDRAM内存：在板64M SDRAM、32bit数据总线、SDRAM时钟频率高达100MHz仿真器：J-link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAR EWARM，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9内核芯片的仿真，通过RDI接口和各集成开发环境无缝连接，操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发ARM最好最实用的开发串口线软件：1、 ADS（ARM Developer Suite），是在1993年由Metrowerks公司开发，是AR

27、M处理器下最主要的开发工具。ADS 是全套的实时开发软件工具，包编译器生成的代码密度和执行速度优异。可快速低价地创建ARM 结构应用。2、JflashARM是J-link烧写工具3、SecureCRT是一款支持SSH（SSH1和SSH2）的终端仿真程序，简单的说是Windows下登录UNIX或Linux服务器主机的软件。不同就是SecureCRT支持SSH，同时支持Telnet和rlogin协议。SecureCRT是一款用于连接运行包括Windows、UNIX和VMS的理想工具。通过使用内含的VCP命令行程序可以进行加密文件的传输。有流行CRTTelnet客户机的所有特点,包括:自动注册、对不

28、同主机保持不同的特性、打印功能、颜色设置、可变屏幕尺寸、用户定义的键位图和优良的VT100,VT102,VT220和ANSI竞争.能从命令行中运行或从浏览器中运行.其它特点包括文本手稿、易于使用的工具条、用户的键位图编辑器、可定制的ANSI颜色等.SecureCRT的SSH协议支持DES,3DES和RC4密码和密码与RSA鉴别.5.2测试过程：1、新建1个ADS工程，命名为UART，然后新建file文件init.s，在创建放入时候就将该文件添加到刚建立的UART工程中，并勾上degug、release和debugrel三个选项，需要注意的是过程不能是中文名，路径不能包含中文。2、 设置ADS，在Edit ->DebugRel Settings->Linker->ARM formELF中将output format输出形式