分类： 嵌入式
2011-02-23 19:36:37
SPI、IIC和UART是最常用的三种串行总线，这三种总线在s3c2440中都被集成了。在这里我们主要介绍UART，另两个总线在后面的文章中给出。
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置）用于异步通信，可以实现全双工发送和接收。它不仅可以实现不同嵌入式系统之间的通信，还可以实现与PC之间的通信。
s3c2440提供了三个UART端口，它们都可以通过查询、中断和DMA方式传输数据，而且每个UART都分别有一个64个字节的接收FIFO和一个64个字节的发送FIFO。在这里，我们只给出非FIFO模式，即传输数据不利用FIFO缓存，一个字节一个字节地传输。
下面我们就给出如何用s3c2440来实现非FIFO的UART通信。要实现某种通信，就必须遵循该通信协议。UART的协议包括传输数据的位数，停止位的位数，以及是否进行奇偶校验，这些设置是利用ULCONn寄存器完成的。另一个很重要的地方就是设置波特率。s3c2440波特率的时钟源有三个：PCLK、FCLK/n和UEXTCLK。时钟源的选择是由UCONn的第10位和第11位来完成的。波特率的具体计算公式为：
时钟源频率÷（波特率×16）－1
这个计算结果很可能是小数，把该小数取最接近的整数，放入寄存器UBRDIVn中就完成了波特率的设置。如我们选择波特率的时钟源为PCLK，它为50MHz，我们设置的波特率为115.2kHz，通过上式计算的结果为26.13，取整后得到26，那么我们把26放入UBRDIVn中即可。由于我们没有使用FIFO和MODEM，所以可以不用设置FIFO控制寄存器UFCONn和MODEM控制寄存器UMCONn。通过以上寄存器的设置，UART就可以正常传输数据。
接收到的数据是放到接收缓存器URXHn中，要发送数据时，是把数据放入发送缓存器UTXHn中。由于UART是通过字节方式传输数据的，因此要区分是大端模式还是小端模式，也就是说这两个寄存器在这两种模式下，所在的地址是不同。为了了解当前数据传输的各种状态，还需要一些状态寄存器。传输状态寄存器UTRSTATn非常有用，它的第0位可以用来判断接受缓存器内是否有可接收的数据，第1位和第2位可以用来判断发送缓存器中是否为空，为空时可以发送数据。由于在这里我们不进行传输数据时错误的判断，因此错误状态寄存器UERSTATn不需要，FIFO状态寄存器UFSTATn和MODEM状态寄存器UMSTATn在这里也不需要。
我们给出UART通信的两种方法：查询和中断。为了验证程序，使用任一款的串行通信软件来实现PC和s3c2440之间的通信即可。
首先给出的是查询程序。它是在主程序的循环体内不断查询UART端口，当有数据来时，就接收数据，并再通过UART发送该数据。然后根据所接收数据的不同，分别执行不同的内容，如点亮、熄灭LED，蜂鸣器响、或不响。在这里，我们每次只完成一个字节的传输。
#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; //设置UART0无奇偶校验，一位停止位，8位数据
rUCON0 = 0x245; //PCLK为时钟源，接收和发送数据为查询或中断方式
rUFCON0 = 0; //
rUMCON0 = 0; //
rUBRDIV0 = 26; //设置波特率，PCLK为50MHz，波特率为115.2kHz
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2)); //等待并判断发送缓存是否为空
rUTXH0 = 0xaa; //是空，则发送0xAA字节
while(1)
{
while(!(rUTRSTAT0 & 0x1)); //等待并判断接收缓存是否准备好
ch = rURXH0; //接收一个字节数据
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2)); //等待并判断发送缓存是否为空
rUTXH0 = ch; //发送一个字节数据
switch(ch) //根据所接收数据的不同，执行不同的程序
{
case 0x11: //灭LED
rGPBDAT |= 0x1e0;
break;
case 0x22: //亮LED
rGPBDAT &= 0x1f;
break;
case 0x33: //蜂鸣器不响
rGPBDAT &= 0x1e0;
break;
case 0x44: //蜂鸣器响
rGPBDAT |= 0x1;
break;
default: //LED灭，蜂鸣器不响
rGPBDAT = 0x1e0;
break;
}
}
}
下面是UART中断程序，它要比查询复杂一些，因为涉及到了中断处理，并且UART发送数据和接收数据是一个中断源。主程序循环体内不执行任何程序，都在UART中断程序内执行。当接收到0x55字节数据时，亮两个LED，当接收到其他数据时，发送该字节，并在发送部分执行亮4个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) //接收数据处理部分
{
ch = rURXH0; //接收字节数据
if(ch==0x55)
rGPBDAT = ~0x61; //亮两个LED
else
rUTXH0 = ch; //发送字节数据
}
else //发送数据处理部分
{
rGPBDAT = ~0x1e1; //亮4个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); //打开UART0发送和接收中断屏蔽
rINTMSK = ~(0x1<<28); //打开UART0中断屏蔽
pISR_UART0 = (U32)uartISP;
while(1)
{
}
}
最后还要强调几点关于非FIFO模式下UART中断的一些注意事项：
1. 对于s3c2440来说，接收数据是被动的，发送数据是主动的，因此一般来说，接收数据用中断方式，发送数据用查询方式较好；
2. 在中断方式下，当接收到数据时，尽管可能该数据无用，但也一定要读取它，否则下次再接收数据时，不会再引起中断，因为接收数据缓存器被上次接收到的数据所霸占，只要没有读取它，它就永远在那里；
3. 由于UART中断涉及到SUBSRCPND寄存器，因此在中断处理程序中不仅要清SRCPND寄存器，还要清SUBSRCPND寄存器，它们的顺序一定是先清SUBSRCPND寄存器，再清SRCPND寄存器，否则就会引起一个中断两次响应的问题。因为是否中断由SRCPND寄存器决定，而SRCPND寄存器的相关状态位由SUBSRCPND寄存器决定，如果先清SRCPND寄存器，而还没有清SUBSRCPND寄存器的话，SRCPND寄存器的相关位还是会被置1，而一旦被置1，则一定还会引起中断。
from:http://blog.csdn.net/zhaocj/archive/2010/03/10/5364412.aspx
