S3C2440 UART 初始化与使用-优快云博客

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UART：通用异步串行收发器

发送数据时：CPU将数据写入UART，UART按照一定的格式在一根线上串行发出

接收数据时：UART检测另一根线上的信号，将串行收集放在缓冲区中，CPU即可读取UART获得的数据

在两个设备进行串行通讯前两者的UART要约定数据的传输速率（波特率），数据的传输格式（多少个数据位，是否使用校验位
，是奇校验还是偶校验，有多少个停止位）

下图演示了UART使用7个数据位，偶校验，2个停止位的格式传输字符“A”

S3C2440 UART的特性
S3C2440有三路独立的UART通道，每个通道都可以工作于中断模式或MDA模式
S3C2440每个通道有16字节的发送FIFO和接收FIFO，发送数据时（中断模式），CPU先将数据写入发送FIFO中，FIFO中的数据到达FIFO阈值时
产生发送中断，UART会自动将FIFO中的数据复制到“发送移位器”中，发生移位器将数据一位一位的发送到TXD数据线上。接收数据时，“接收移位器”
将RXD中的数据一位一位的接收进来，然后复制到FIFO中，当接收FIFO中的数据达到FIFO阈值时，产生接收中断，CPU可以读取数据

S3C2440 UART结构图

S3C2440 UART的使用
（1）将所涉及的UART通道管脚设为UART功能
比如在UART0通道中，GPH2，GPH3分别用作TXD0,RXD0，要使用UART0通道时，需要设置GPHCON寄存器使得GPH2，GPH3引脚功能为TXD0，RXD0
（2）UBRDIVn寄存器：设置波特率
S3C2440 UART的时钟源有三种选择：PCLK,UEXTCLK,FCLK/n，其中n值通过UCON0，UCON1，UCON2联合设置。选定时钟源之后，设置波特率
UBRDIVn = （int）（UART_CLOCK/(buad_rate*16)）-1
（3）ULCONn寄存器：设置传输格式
（4）UCONn寄存器：选择UART时钟源，设置UART中断方式
（5）UFCONn寄存器：设置是否使用FIFO，不使用的话可认为FIFO深度为1；设置FIFO的触发阈值
（6）UMCONn和UMSTATn：用于流量控制
（7）UTRSTATn寄存器：用来表明数据是否已经发送完毕，是否已经接收到数据
（8）UERSTATn寄存器：标示各种错误是否发生。溢出错误，校验错误，帧错误，break信号
（9）UTXHn寄存器：CPU将数据写入这个寄存器，UART即会将数据保存到缓冲区中，并自动发送
（10）URXHn寄存器：当UART接受到数据时，CPU读取这个寄存器，即可获得数据。

所以有两者方式检测读取数据和写数据的时机：

（1）UTRSTATn标示可读

（1）UTRSTATn标示可写
（2）发送FIFO达到阈值，发数据中断产生

（2）接受FIFO达到阈值，读数据中断产生

下面是一个串口的实例

Makefile文件

objs:= head.o init.o main.o 
uart.bin: $(objs) 
	arm-linux-ld -Tuart.lds -o uart_elf $^
	arm-linux-objcopy -O binary -S uart_elf $@
	arm-linux-objdump -D -m arm uart_elf > uart.dis
%.o:%.c 
	arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<
%.o:%.s 
	arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $< 	
clean:
	rm -f uart_elf uart.dis uart.bin *.o

链接文件uart.lds

SECTIONS {
    . = 0x30000000;
    .text          :   { *(.text) }
    .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata)} 
    .data ALIGN(4) : { *(.data) }
    .bss ALIGN(4)  : { *(.bss)  *(COMMON) }
}

head.s文件

.text
.global _start
_start:
	ldr sp,=4096                     /*设置C函数使用的栈*/
	bl disable_watch_dog
	bl init_clock                    /*设置系统时钟，使得uart使用PCLK为50MHZ*/
	bl memsetup                      /*初始化存储控制器使得SDRAM可用*/
	bl copy_steppingstone_to_sdram   /*将代码复制到SDRAM中*/
	ldr pc,=on_sdram                 /*地址相关代码，从这里开始程序在SDRAM中运行*/
	
on_sdram:
	ldr sp,=0x34000000                /*设置代码在SDRAM中运行时的栈*/
	bl init_uart0                     /*初始化串口0*/
	bl main 
	bl halt_loop

halt_loop:
	b halt_loop

init.c文件

#include "s3c2440.h"

void disable_watch_dog(void)
{
	WTCON = 0x53000000;
}

/*注意这里必须用这种方式，用数组循环赋值的方式不可取*/
void memsetup(void)
{
	volatile unsigned long *p = (volatile unsigned long *)0x48000000;

	/* 这个函数之所以这样赋值，而不是像前面的实验(比如mmu实验)那样将配置值
     * 写在数组中，是因为要生成”位置无关的代码”，使得这个函数可以在被复制到
     * SDRAM之前就可以在steppingstone中运行
     */
    /* 存储控制器13个寄存器的值 */
    p[0] = 0x22011110;     //BWSCON
    p[1] = 0x00000700;     //BANKCON0
    p[2] = 0x00000700;     //BANKCON1
    p[3] = 0x00000700;     //BANKCON2
    p[4] = 0x00000700;     //BANKCON3  
    p[5] = 0x00000700;     //BANKCON4
    p[6] = 0x00000700;     //BANKCON5
    p[7] = 0x00018005;     //BANKCON6
    p[8] = 0x00018005;     //BANKCON7
    
    /* REFRESH,
     * HCLK=12MHz:  0x008C07A3,
     * HCLK=100MHz: 0x008C04F4
     */ 
    p[9]  = 0x008C04F4;
    p[10] = 0x000000B1;     //BANKSIZE
    p[11] = 0x00000030;     //MRSRB6
    p[12] = 0x00000030;     //MRSRB7
}

void copy_steppingstone_to_sdram(void)
{
	unsigned int *pdest = (unsigned int *)0x30000000;
	unsigned int *psrc  = (unsigned int *)0x00000000;

	while(psrc<(unsigned int *)4096)
		{
			*pdest = *psrc;
			pdest++;
			psrc++;
		}
}

void init_clock(void)
{
	#define MPLL_200MHZ ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x02))
	CLKDIVN = 0x03;
			__asm__(
    "mrc    p15, 0, r1, c1, c0, 0\n"        /* 读出控制寄存器 */ 
    "orr    r1, r1, #0xc0000000\n"          /* 设置为“asynchronous bus mode” */
    "mcr    p15, 0, r1, c1, c0, 0\n"        /* 写入控制寄存器 */
    );
	MPLLCON = MPLL_200MHZ;
}

void init_uart0(void)
{
	GPHCON = 0xa0;      /*GPH2，GPH3用作TXD0，RXD0*/
	GPHUP  = 0x0c;      /*GPH2,GPH3内部上拉*/

	#define UART_PCLK   50000000
	#define baurd       115200
	#define UART_BRD    ((UART_PCLK/(baurd*16)) -1 )

	ULCON0 = 0x03;      /*数据位数为8，一个停止位，无奇偶校验*/
	UCON0 = 0x05;       /*查询方式，UART时钟源为PCLK*/
	UFCON0 = 0x00;      /*不使用FIFO*/
	UMCON0 = 0x00;      /*不使用流控*/
	UBRDIV0 = UART_BRD; /*波特率为115200*/

main.c文件

#include "s3c2440.h"

#define TXD0READY (1<<2)
#define RXD0READY (1)

void putcc(unsigned char c)
{
	while( !(UTRSTAT0 & TXD0READY));
		UTXH0 = c;
}

unsigned char getcc(void)
{
	while( !(UTRSTAT0 & RXD0READY));
		return URXH0;
}

int isdigitt(char c)
{
	if ('0'<=c && c<='9')
		return 1;
	else 
		return 0;
}

int isletter(char c)
{
	if ( ('a'<=c && c<='z') || (c>='A' && c<='Z') )
		return 1;
	else
		return 0;
}

int main()
{
	unsigned char c;
	while(1)
		{
			c=getcc();
			if(isdigitt(c) || isletter(c))
				putcc(c+1);
		}
	return 0;
}

头文件s3c2440.h

/*GPIO*/
#define GPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)
#define GPHUP  (*(volatile unsigned long *)0x56000078)

/*watch_dog*/
#define WTCON (*(volatile unsigned long *)0x53000000)

/*uart0*/
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#define UFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#define UMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000C)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#define UERSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000014)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned long *)0x50000020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned long *)0x50000024)

/*clock*/
#define MPLLCON (*(volatile unsigned long *)0x4C000004)
#define CLKDIVN (*(volatile unsigned long *)0x4C000014)

JZ2440 串口分析