嵌入式入门3(UART)

UART：通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，简称串口。主要用于：

• 一、打印调试信息。
• 二、外接各类模块，如：GPS、蓝牙。

1、UART协议

• 一、收发双方约定好波特率（每一位占据的时间）
• 二、规定传输协议：数据位、中止位、校验位、流量控制。

例如：115200 8n1，它表示发送的波特率为115200，8个数据位，无校验位，1个中止位。也就是说：

1秒能传输115200位数据，即发送一位须要耗时t=1/115200秒。
每发送1byte数据，须要发送10位数据（开始位、数据位，中止位），耗时t=10/115200。
因此1秒钟能传输11520byte的数据。

2、UART传输流程

最多见的UART串口都是采用TTL/CMOS电平，即0V ~ 0.7V表示逻辑0，2V ~ 5V表示逻辑1。

在传输字符'A'时，发送波形以下：

1. 初始时，TxD引脚电平为高电平。
2. 开始发送数据时，ARM首先将TxD引脚电平拉低，并保持1bit时间。
3. PC在低电平开始处计时。
4. ARM根据数据依次驱动TxD的电平，发送数据。同时PC依次读取RxD引脚电平，得到数据。

但一般状况下，TTL电平知足不了长距离传输的要求，此时就引入RS-232电平，当电平在 +3V ~ +12V 时，表示逻辑0，当电平在 -3V ~ -12V 时，表示逻辑1。

3、UART打印调试信息

经过查阅芯片手册第11章UART，知道S3C2440支持3个Uart口。引脚以下

而后查看JZ2440电路图，能够知道USB串口采用的是UART0。

因此咱们能够经过配置UART0，来打印调试信息。

3.一、设置引脚用于串口

首先，咱们配置GPH二、GPH3为串口引脚，并使能其上拉电阻。

//设置引脚用于串口
//GPH2,3用于TxD0,RxD0
GPHCON &= ~((3<<4)|(3<<6));
GPHCON |=  ((2<<4)|(2<<6));

//使能内部上拉
GPHUP &= ~((1<<2)|(1<<3));
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3.二、配置UART0

一、设置波特率和时钟

咱们经过设置UBRDIVn分频，能够分频串口的时钟，来知足咱们所指望的波特率。公式以下：

UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1

芯片手册也给了例子，但咱们在上一章中，咱们将PCLK设置为50MHz，因此咱们代入上式，获得UBRDIVn=26。即此时UART clock为50MHz，波特率为115200。

此时，咱们重点关注，如何将PCLK设置为UART clock。

这里设置UCON0[11:10]为00或10，让UART clock等于PCLK的50MHz。

而后指定UCON0[3:2]和UCON0[1:0]为01，开启中断或查询模式。

//设置波特率
//UBRDIVn = (int)(UART clock / (buad rate x 16)) - 1
//UART clock = 50M
//UBRDIVn = 26
//PCLK,中断/查询模式
UCON0 = 0x00000005;
UBRDIV0 = 26;
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二、设置数据格式

常见的数据格式为8n1，即8个数据位，无校验位，一个中止位。

//设置数据格式
ULCON0 = 0x00000003;//8n1
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三、发送和接收数据

当UTRSTATn[2]=1时，表示发送buffer和移位控制器都是空的，此时能够继续发送数据。
当UTRSTATn[0]=1时，表示接收buffer中有数据，此时能够进行读取数据。

咱们只需将数据存入UTXHn寄存器中，数据将会被UART自动发送出去。同时经过读取URXHn寄存器，来读取UART接收到的数据。

3.三、完整代码

uart.c

#include "s3c2440_soc.h"
#include "uart.h"

void uart_init() {
    //设置引脚用于串口
    //GPH2,3用于TxD0,RxD0
    GPHCON &= ~((3<<4)|(3<<6));
    GPHCON |=  ((2<<4)|(2<<6));

    //使能内部上拉
    GPHUP &= ~((1<<2)|(1<<3));

    //设置波特率
    //UBRDIVn = (int)(UART clock / (buad rate x 16)) - 1
    //UART clock = 50M
    //UBRDIVn = 26
    //PCLK,中断/查询模式
    UCON0= 0x00000005;
    UBRDIV0 = 26;

    //设置数据格式
    ULCON0 = 0x00000003;//8n1
}

int uart_putchar(int c) {
    while(!(UTRSTAT0 & (1<<2)));
    UTXH0 = (unsigned char)c;
}

int uart_getchar(void) {
    while(!(UTRSTAT0 & (1<<0)));
    return URXH0;
}

int uart_puts(const char *s) {
    while(*s) {
        uart_putchar(*s);
        s++;
    }
}
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main.c

#include "uart.h"

int main(void) {
    unsigned char c;

    uart_init();
    uart_puts("Hello, world!\n\r");

    while(1)
    {
        c = uart_getchar();
        uart_putchar(c);
    }
    return 0;
}
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修改s3c2440_soc.h

......
#define __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x)) 
#define __REG_BYTE(x) (*(volatile unsigned char *)(x)) 

......

#define UTXH0 __REG_BYTE(0x50000020) //UART 0 transmission hold 
#define URXH0 __REG_BYTE(0x50000024) //UART 0 receive buffer 

......
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