s3c2440的UART用法
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UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置）用于異步通信，可以實現(xiàn)全雙工發(fā)送和接收。它不僅可以實現(xiàn)不同嵌入式系統(tǒng)之間的通信，還可以實現(xiàn)與PC之間的通信。
s3c2440提供了三個UART端口，它們都可以通過查詢、中斷和DMA方式傳輸數(shù)據(jù)，而且每個UART都分別有一個64個字節(jié)的接收FIFO和一個64個字節(jié)的發(fā)送FIFO。在這里，我們只給出非FIFO模式，即傳輸數(shù)據(jù)不利用FIFO緩存，一個字節(jié)一個字節(jié)地傳輸。
下面我們就給出如何用s3c2440來實現(xiàn)非FIFO的UART通信。要實現(xiàn)某種通信，就必須遵循該通信協(xié)議。UART的協(xié)議包括傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，停止位的位數(shù)，以及是否進(jìn)行奇偶校驗，這些設(shè)置是利用ULCONn寄存器完成的。另一個很重要的地方就是設(shè)置波特率。s3c2440波特率的時鐘源有三個：PCLK、FCLK/n和UEXTCLK。時鐘源的選擇是由UCONn的第10位和第11位來完成的。波特率的具體計算公式為：
時鐘源頻率÷（波特率×16）－1
這個計算結(jié)果很可能是小數(shù)，把該小數(shù)取最接近的整數(shù)，放入寄存器UBRDIVn中就完成了波特率的設(shè)置。如我們選擇波特率的時鐘源為PCLK，它為50MHz，我們設(shè)置的波特率為115.2kHz，通過上式計算的結(jié)果為26.13，取整后得到26，那么我們把26放入UBRDIVn中即可。由于我們沒有使用FIFO和MODEM，所以可以不用設(shè)置FIFO控制寄存器UFCONn和MODEM控制寄存器UMCONn。通過以上寄存器的設(shè)置，UART就可以正常傳輸數(shù)據(jù)。
接收到的數(shù)據(jù)是放到接收緩存器URXHn中，要發(fā)送數(shù)據(jù)時，是把數(shù)據(jù)放入發(fā)送緩存器UTXHn中。由于UART是通過字節(jié)方式傳輸數(shù)據(jù)的，因此要區(qū)分是大端模式還是小端模式，也就是說這兩個寄存器在這兩種模式下，所在的地址是不同。為了了解當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣N狀態(tài)，還需要一些狀態(tài)寄存器。傳輸狀態(tài)寄存器UTRSTATn非常有用，它的第0位可以用來判斷接受緩存器內(nèi)是否有可接收的數(shù)據(jù)，第1位和第2位可以用來判斷發(fā)送緩存器中是否為空，為空時可以發(fā)送數(shù)據(jù)。由于在這里我們不進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)時錯誤的判斷，因此錯誤狀態(tài)寄存器UERSTATn不需要，F(xiàn)IFO狀態(tài)寄存器UFSTATn和MODEM狀態(tài)寄存器UMSTATn在這里也不需要。
我們給出UART通信的兩種方法：查詢和中斷。為了驗證程序，使用任一款的串行通信軟件來實現(xiàn)PC和s3c2440之間的通信即可。
首先給出的是查詢程序。它是在主程序的循環(huán)體內(nèi)不斷查詢UART端口，當(dāng)有數(shù)據(jù)來時，就接收數(shù)據(jù)，并再通過UART發(fā)送該數(shù)據(jù)。然后根據(jù)所接收數(shù)據(jù)的不同，分別執(zhí)行不同的內(nèi)容，如點亮、熄滅LED，蜂鳴器響、或不響。在這里，我們每次只完成一個字節(jié)的傳輸。
#define rGPBCON(*(volatile unsigned *)0x56000010)//Port B control
#define rGPBDAT(*(volatile unsigned *)0x56000014)//Port B data
#define rGPBUP(*(volatile unsigned *)0x56000018)//Pull-up control B
#define rGPHCON(*(volatile unsigned *)0x56000070)//Port H control
#define rGPHUP(*(volatile unsigned *)0x56000078)//Pull-up control H
#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 divisor
//little endian
#define rUTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)//UART 0 Transmission Hold
#define rURXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)//UART 0 Receive buffer
void Main(void)
{
char ch;
rGPBCON = 0x015551;
rGPBUP= 0x7ff;
rGPBDAT = 0x1e0;
rGPHCON = 0x00faaa;//使用UART0功能
rGPHUP= 0x7ff;
rULCON0 = 0x3;//設(shè)置UART0無奇偶校驗，一位停止位，8位數(shù)據(jù)
rUCON0 = 0x245;//PCLK為時鐘源，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)為查詢或中斷方式
rUFCON0 = 0;//
rUMCON0 = 0;//
rUBRDIV0 = 26;//設(shè)置波特率，PCLK為50MHz，波特率為115.2kHz
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));//等待并判斷發(fā)送緩存是否為空
rUTXH0 = 0xaa;//是空，則發(fā)送0xAA字節(jié)
while(1)
{
while(!(rUTRSTAT0 & 0x1)); //等待并判斷接收緩存是否準(zhǔn)備好
ch = rURXH0;//接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));//等待并判斷發(fā)送緩存是否為空
rUTXH0 = ch;//發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)
switch(ch)//根據(jù)所接收數(shù)據(jù)的不同，執(zhí)行不同的程序
{
case 0x11://滅LED
rGPBDAT |= 0x1e0;
break;
case 0x22://亮LED
rGPBDAT &= 0x1f;
break;
case 0x33://蜂鳴器不響
rGPBDAT &= 0x1e0;
break;
case 0x44://蜂鳴器響
rGPBDAT |= 0x1;
break;
default://LED滅，蜂鳴器不響
rGPBDAT = 0x1e0;
break;
}
}
}
下面是UART中斷程序，它要比查詢復(fù)雜一些，因為涉及到了中斷處理，并且UART發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)是一個中斷源。主程序循環(huán)體內(nèi)不執(zhí)行任何程序，都在UART中斷程序內(nèi)執(zhí)行。當(dāng)接收到0x55字節(jié)數(shù)據(jù)時，亮兩個LED，當(dāng)接收到其他數(shù)據(jù)時，發(fā)送該字節(jié)，并在發(fā)送部分執(zhí)行亮4個LED程序。
#define _ISR_STARTADDRESS 0x33ffff00
#define pISR_UART0(*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x90))
#define U32 unsigned int
#define rGPBCON(*(volatile unsigned *)0x56000010)//Port B control
#define rGPBDAT(*(volatile unsigned *)0x56000014)//Port B data
#define rGPBUP(*(volatile unsigned *)0x56000018)//Pull-up control B
#define rGPHCON(*(volatile unsigned *)0x56000070)//Port H control
//#define rGPHDAT(*(volatile unsigned *)0x56000074)//Port H data
#define rGPHUP(*(volatile unsigned *)0x56000078)//Pull-up control H
#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 divisor
//little endian
#define rUTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)//UART 0 Transmission Hold
#define rURXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)//UART 0 Receive buffer
#define rSRCPND(*(volatile unsigned *)0x4a000000)//Interrupt request status
#define rINTMSK(*(volatile unsigned *)0x4a000008)//Interrupt mask control
#define rINTPND(*(volatile unsigned *)0x4a000010)//Interrupt request status
#define rSUBSRCPND(*(volatile unsigned *)0x4a000018)//Sub source pending
#define rINTSUBMSK(*(volatile unsigned *)0x4a00001c)//Interrupt sub mask
void __irq uartISP(void)
{
char ch;
rSUBSRCPND |= 0x3;
rSRCPND = 0x1<<28;
rINTPND = 0x1<<28;
if(rUTRSTAT0 & 1)//接收數(shù)據(jù)處理部分
{
ch = rURXH0;//接收字節(jié)數(shù)據(jù)
if(ch==0x55)
rGPBDAT = ~0x61;//亮兩個LED
else
rUTXH0 = ch;//發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)
}
else//發(fā)送數(shù)據(jù)處理部分
{
rGPBDAT = ~0x1e1;//亮4個LED
}
}
void Main(void)
{
rGPBCON = 0x015551;
rGPBUP= 0x7ff;
rGPBDAT = 0x1e0;
rGPHCON = 0x00faaa;
rGPHUP= 0x7ff;
rULCON0 = 0x3;
rUCON0 = 0x5;
rUFCON0 = 0;
rUMCON0 = 0;
rUBRDIV0 = 26;
rSRCPND = 0x1<<28;
rSUBSRCPND = 0x3;
rINTPND = 0x1<<28;
rINTSUBMSK = ~(0x3);//打開UART0發(fā)送和接收中斷屏蔽
rINTMSK = ~(0x1<<28);//打開UART0中斷屏蔽
pISR_UART0 = (U32)uartISP;
while(1)
{
}
}
最后還要強(qiáng)調(diào)幾點關(guān)于非FIFO模式下UART中斷的一些注意事項：
1.對于s3c2440來說，接收數(shù)據(jù)是被動的，發(fā)送數(shù)據(jù)是主動的，因此一般來說，接收數(shù)據(jù)用中斷方式，發(fā)送數(shù)據(jù)用查詢方式較好；
2.在中斷方式下，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時，盡管可能該數(shù)據(jù)無用，但也一定要讀取它，否則下次再接收數(shù)據(jù)時，不會再引起中斷，因為接收數(shù)據(jù)緩存器被上次接收到的數(shù)據(jù)所霸占，只要沒有讀取它，它就永遠(yuǎn)在那里；
3.由于UART中斷涉及到SUBSRCPND寄存器，因此在中斷處理程序中不僅要清SRCPND寄存器，還要清SUBSRCPND寄存器，它們的順序一定是先清SUBSRCPND寄存器，再清SRCPND寄存器，否則就會引起一個中斷兩次響應(yīng)的問題。因為是否中斷由SRCPND寄存器決定，而SRCPND寄存器的相關(guān)狀態(tài)位由SUBSRCPND寄存器決定，如果先清SRCPND寄存器，而還沒有清SUBSRCPND寄存器的話，SRCPND寄存器的相關(guān)位還是會被置1，而一旦被置1，則一定還會引起中斷。
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