第4課：UART串口編程

我們學(xué)習(xí)的RS232與UART的區(qū)別是，UART使用標(biāo)準(zhǔn)的TTL/COMS電平 進過一個芯片使它的高低電平從TTL中0與3.3V 變成了 低電平5v到15v

高電平-3v到-12v。

首先說一下串口的數(shù)據(jù)幀格式。它由一個開始位，數(shù)據(jù)位，校驗位和停止位組成。

平時數(shù)據(jù)處于1狀態(tài)。

當(dāng)要開始發(fā)送時，從UART改變TxD數(shù)據(jù)變成0狀態(tài)1個位的時間，在接受端到0之后的1.5位的時間，接收端開始接受數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)位分為5，6，7，8。四種類型的數(shù)據(jù)位。之后就是校驗位站1位，可以設(shè)置也可以不設(shè)置。最后的是停止位。可以是1位，1.5位，2位。這個是高電平1。

UART可以用中斷或DMA來工作。它有3個單獨的通道。它由4部分組成，發(fā)送器，接收器，波特率發(fā)生器，控制邏輯組成。

這些部分的設(shè)置都是通過寄存器來實現(xiàn)的。

發(fā)送的過程是這樣的，UART只能通過shifter一位一位的來發(fā)數(shù)據(jù)。它先把要發(fā)的數(shù)據(jù)放到它的緩存FIFO里，當(dāng)然緩存也可以取消。然后放入shifter里面來發(fā)出去。接受也是一樣的。通過緩存來接受，然后再通過接受的shifter來接。

具體繼電器的設(shè)置主要由以下幾個：

ULCON 邏輯數(shù)據(jù)楨格式控制器

UCON 串口的控制繼電器

UFCON FIFO控制寄存器

UMCON 串口MODEN控制器 （可以控制AFC 自動流控制）

以下是狀態(tài)寄存器，用來確定狀態(tài)的，比如說shifter發(fā)送器的狀態(tài)，接收器的狀態(tài)。

UTRSTAT 接受發(fā)送控制器

UERSTAT 錯誤狀態(tài)寄存器

UFSTAT FIFO狀態(tài)寄存器

最后一個單獨的設(shè)置寄存器，它用來設(shè)置波特率

UBRDIV 波特率發(fā)生器

以下來寫個簡單的串口例子。

它不使用FIFO 中斷 而直接用shifter收發(fā)，采用輪詢的方式來檢測數(shù)據(jù)是否發(fā)送或被接受。然后通過minicom向開發(fā)板發(fā)送1表示亮燈，發(fā)送2表示熄燈。

文件總共是7個 一個crt0.s main.c addr.h uart.h uart.c uart.lds makefile

crt0.s 是關(guān)閉watchdog 并跳轉(zhuǎn)到mian 之后用個deadloop。

.text
.globl _start
_start:
ldrr0, =0x53000000 @ WATCHDOG close
movr1, #0x0
strr1, [r0]
ldr sp, =1024*4 @set stack,but the capitcy of cache is only 4k

bl main
halt_loop:
b halt_loop

第2個是addr.h用來寫寄存器的宏定義。

#ifndef ADDR_H
#define ADDR_H
#define GPECON (*(volatile unsigned int *)0x56000040)
#define GPEDAT (*(volatile unsigned int *)0x56000044)

#define GPE12_out (1<<(12*2))
#define GPE13_out (1<<(13*2))

#define GPHCON (*(volatile unsigned int *)0x56000070)
#define GPHUP (*(volatile unsigned int *)0x56000074)
#define ULCON0 (*(volatile unsigned int *)0x50000000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned int *)0x50000004)
#define UFCON0 (*(volatile unsigned int *)0x50000008)
#define UMCON0 (*(volatile unsigned int *)0x5000000C)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned int *)0x50000010)
#define UFSTAT0 (*(volatile unsigned int *)0x50000018)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned int *)0x50000020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned int *)0x50000024)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned int *)0x50000028)

#endif

第3個文件來寫uart.h，這是個我們的功能

#ifndef UART_H
#define UART_H
void uart_init(); //初始化繼電器

void uart_write(char *a); //串口寫一行

void uart_read(char *a,int n);//串口讀n個字

void uart_read_line(char *a); //讀一行

void led_on(); //開燈

void led_off();//關(guān)燈
#endif

第4個文件具體來寫uart.C

#include"uart.h"
#include"addr.h"
#define UART_CLK 50000000 //我們用的是PCLK 50MHz
#define UART_BAUD_RATE 115200 //比特率是115200
#define UART_BRD (int)(UART_CLK/(UART_BAUD_RATE *16))-1 //計算公式的宏
void uart_init()
{
GPHCON |=0xa0;//這個是TXD0與RXD0的設(shè)置，他們用的是GPH2和3復(fù)用的特殊
GPHUP = 0x0c;//功能，所以還要在這設(shè)置上拉電阻，以區(qū)別高低電平的。
ULCON0 = 0x3; //楨格式的設(shè)置8個數(shù)據(jù)位，無校驗
UCON0 = 0x5;//選擇的是中斷與輪詢模式
UFCON0 = 0;//不設(shè)FIFO
UMCON0 = 0;//不設(shè)AFC
UBRDIV0 = UART_BRD; //設(shè)置波特率
}

void uart_write(char *a)
{
do{
while(!(UTRSTAT0&2)); //UTRSTAT0的第2位是1的話表示發(fā)送數(shù)據(jù)的shifter內(nèi)的數(shù)據(jù)已經(jīng)被發(fā)送了，現(xiàn)在數(shù)據(jù)為空。如果里面的數(shù)據(jù)沒有空的話！（U&2）會一直是1，造成一直循環(huán)，知道出現(xiàn)UTRSTAT0第2位為1的情況。

UTXH0 = *(a++); //發(fā)送寄存器只能一次最多發(fā)8位
}
while(*a!=