Linux应用开发（十）——通用异步收发器UART

Linux应用开发（十）——通用异步收发器UART

文章目录

• 前言
• 一、UART原理及UART部件使用方法
• • UART原理说明
  • 数据的传输流程
  • S3C2410 UART特性
  • UART的使用
  • • 1.将所涉及的UART通道管脚设为UART功能
    • 2.UBRDIVn寄存器：设置波特率
    • 3.ULCONn寄存器：设置传输格式
    • 4.UCONn寄存器
    • 5.UFCONn寄存器、UFSTATn寄存器
    • 6.UMCONn寄存器、UMSTATn寄存器
    • 7.UTRSTATn寄存器
    • 8.UERSTATn寄存器
    • 9.UTXHn寄存器
    • 10.URXHn寄存器
• 二、UART *** 作实例
• • 代码思路
  • 代码分析
  • UART初始化
• 总结

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前言

了解UART的原理
掌握S3C2410中的UART的使用

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一、UART原理及UART部件使用方法 UART原理说明

通用异步收发器简称UART，它用来传输串行数据
发送数据时:CPU将并行数据写入UART，UART按照一定的格式在一根电线上串行发出；
接收数据时：UART检测另一根电线上的信号，将串行收集放在缓冲区中，CPU即可读取UART获取这些数据。UART之间以全双工方式进行数据的传输，最精简的连接方法只有3根电线；TxD用于发送数据，RxD用于接收数据，Gnd用于双方提供参考电平，连接图如下：

UART使用标准的TTL/CMOS逻辑电平来表示数据，高电平表示1，低电平表示0.但是为了增加抗干扰性，提高传输长度，通常将TTL/COMS逻辑电平转换为RS-232逻辑电平，3~12V为0，-3 ~-12V表示1.（电气规范）

TxD、RxD数据线以“位”为最小单位传输数据。帧由具有完整意义的，不可分割的若干组成，它包含开始位，数据位，检验位（需要的话），停止位。发送数据之前，UART之间要约定好数据的传输速率（即每位所占据的时间，其倒数称为比特率）、数据的传输格式（即有多少个数据位，是否使用检验位，是奇校验还是偶校验，有多少个停止位）。

数据的传输流程

1. 平时数据线处于“空闭状态”（1状态）
2. 当要发送数据时，UART改变TxD数据线状态（变为0状态）并维持一位的时间，这样接收方检测到开始位后，再等待1.5位的时间就开始一位一位地检测数据线地状态得到所传输地数据。
3. UART一帧中可以有5，6，7或8位的数据，发送方一位一位的改变数据线的状态将它们发出去，首先发送最低位
4. 如果使用检验功能，UART在发送完数据位后，还要发送1个校验位。有两种校验方法：奇校验，偶校验——数据位连同校验位中，“1”的个数为奇数还是偶数
5. 最后发送停止位，数据线恢复到空闭状态。停止位的长度有3种，1，1.5，2.
   如下图，演示了UART使用7位数据位，偶校验，2个停止位的格式传输字符’A’时对应的两种电气规范：
   

S3C2410 UART特性

S3C2410的UART功能，有3个独立的通道，每个通道都可以工作于中断模式或DMA模式，即UART可以发出中断或则DMA请求以便UART、CPU间传输数据。UART由波特率发生器，发送器，接收器和控制逻辑组成。
UART的每个通道都有16字节的发送FIFO和16字节的接收FIFO.
发送数据时，CPU先将数据写入发送FIFO种，然后UART会自动将FIFO中的数据复制到“发送移位寄存器”中，发送移位寄存器将数据一位一位地发送到TxDn数据线上。
接收数据时，“接收移位寄存器”将RxDn数据线上地数据一位一位接收进来，然后复制到接收FIFO中，CPU即可从中读取数据。

UART的使用

在使用UART之前需要设置波特率，传输格式（有多少个数据位，停止位，校验位，奇校验还是偶检验，是否使用流控制）；对于S3C2410，还要选择所涉及管脚为UART功能，选择UART通道的工作模式为中断或DMA模式。设置好之后，往某个寄存器写入数据即可发送，读取某个寄存器即可得到接收到的数据。可以通过查询状态寄存器或设置中断来获知数据是否发送完毕，是否已经接收到数据。

1.将所涉及的UART通道管脚设为UART功能

设置GPHCON寄存器将GPH2、GPH3引脚功能设为TxD0，RxD0.

2.UBRDIVn寄存器：设置波特率 3.ULCONn寄存器：设置传输格式

数据位宽，停止位宽，校验模式，红外模式

4.UCONn寄存器

用于选择UART时钟源、设置UART中断方式等。
接收模式（中断，DMA，禁止），发送方式（禁止，中断，DMA），自环模式（内部相连，自发自收）、接受错误状态中断使能、接收超时使能、接收中断方式、发送中断方式、时钟选择。

5.UFCONn寄存器、UFSTATn寄存器

作用是设置是否使用FIFO，设置FIFO地触发阙值。读取UFSTATn寄存器可以知道FIFO是否已满，其中数据有多少个。

6.UMCONn寄存器、UMSTATn寄存器 7.UTRSTATn寄存器

表明数据是否已经发送完毕，是否接收到数据。
用于流量控制

8.UERSTATn寄存器

用来表示各种错误是否发生 0-4分别表示溢出错误，校验错误，帧错误，beak信号

9.UTXHn寄存器

CPU将数据写入这个寄存器，UART会将它保存到缓冲区，并且自动发送出去

10.URXHn寄存器

当UART接收到数据时，CPU读取这个寄存器，即可获得数据

二、UART *** 作实例 代码思路

首先设置MPLL提高系统时钟，令PCLK为50MHz，UART选择PCLK作为时钟源。将代码复制到SDRAM中，调用main函数。重点：（UART0的初始化，收发数据）

代码分析

MPLL启动这一段，大家就自己阅读书籍，不太好拍

UART初始化

uart0_init函数
字符发送函数
字符接收函数
主函数

总结

很想来一把实际的 *** 作，但是没有这个板子，同时这本书也出的比较久了，很多的 *** 作比较旧了，如果现在去配置这些环境比较费时间。还是学习好原理以后，咱们再做具体的项目来当作练习。