Mini2440裸机开发之串口UART

一、S3C2440上的UART

1.1 串口概述

串口的使用位于S3C2440芯片手册的第11章。S3C2440A 的通用异步收发器（UART）配有3 个独立异步串行I/O端口，每个都可以是基于中断或基于DMA 模式的操作。换句话说，UART 可以通过产生中断或DMA 请求来进行CPU和UART之间的数据传输。 UART 通过使用系统时钟可以支持最高115.2Kbps 的比特率。如果是外部器件提供UEXTCLK 的UART，则UART 可以运行在更高的速度。每个UART 通道包含两个的64 字节的FIFO 给发送和接收。

S3C2440A 的UART 包括了可编程波特率，红外（IR）发送/接收，插入1 个或2 个停止位，5 位、6 位、7 位 或8 位的数据宽度以及奇偶校验。

1.2 特性

• 基于DMA 或基于中断操作的RxD0，TxD0，RxD1，TxD1，RxD2 和TxD2；
• UART 通道0，1 和2 带IrDA 1.0 和64 字节FIFO；
• UART 通道0 和1 带nRTS0，nCTS0，nRTS1 和nCTS1；
• 支持握手发送/接收；

1.3 串口结构

每个UART 包含一个波特率发生器、发送器、接收器和一个控制单元。波特率发生器可以由 PCLK、FCLK/n 或UEXTCLK（外部输入时钟）时钟驱动。发送器和接收器包含了64 字节FIFO 和数据移位器。 将数据写入到FIFO 接着在发送前复制到发送移位器中。随后将在发送数据引脚（TxDn）移出数据。与此同时从接收数据引脚（RxDn）移入收到的数据，接着从移位器复制到FIFO。

1.4 串口数据发送

可编程发送数据帧。由1 个起始位、5 至8 位数据位、1 个可选奇偶校验位以及1 至2 个停止位组成，是由行控制寄存器（ULCONn）指定。

发送器也可以产生单帧发送期间强制串行输出为逻辑0状态的断点状态。此模块在完成发送当前发送字后发送断点信号。在发出断点信号后，其不断发送数据到Tx FIFO（非FIFO 模式情况下Tx 保持寄存器）中。

1.5 串口数据接收

与发送类似，接收数据帧也是可编程的。由1个起始位、5至8位数据位、1 个可选奇偶校验位以及1至2个停止位组成，是由行控制寄存器（ULCONn）指定。

接收器能够检测出溢出（overrun）错误、奇偶校验错误、帧错误和断点状态，每个都可以设置一个错误标志。

• 溢出错误表明新数据在读出旧数据前覆盖了旧数据；
• 奇偶校验错误表明接收器检测出一个非预期奇偶校验字段；
• 帧错误表明接收到的数据没有有效的结束位；
• 断点状态表明RxDn 的输入保持为逻辑0 状态的时间长于单帧传输时间。 当其在3 字时间期间（此间隔在字宽位的设置随后）并且在FIFO 模式中Rx FIFO 为非空时不接收任何数据时 发生接收超时状态。

1.6 串口波特率

每个UART 的波特率发生器为发送器和接受器提供串行时钟。波特率发生器的源时钟可以选择S3C2440A 的 内部系统时钟或UEXTCLK。换句话说，分频由设置UCONn 的时钟选项选择。

波特率时钟是通过16 和由UART波特率分频寄存器（UBRDIVn）指定的16 位分频系数来分频源时钟（PCLK，FCLK/n 或UEXTCLK）产生的。 UBRDIVn 由下列表达式决定：

$$UBRDIVn=(int)\frac{UART时钟}{波特率 \times 16} - 1$$

其中UART时钟：PCLK、FCLK/n或UEXTCLK.

例如：如果波特率位115200bps，并且UART时钟位40MHz，则UBRDIVn为：

$$UBRDIVn=(int)\frac{40000000}{115200 \times 16} - 1 = 21$$

二、UART相关寄存器

2.1 UART线路控制寄存器ULCONx

在UART 模块中包含了ULCON0、ULCON1 和ULCON2，设置数据长度，开始位，停止位，奇偶校验相关。

寄存器位信息：

2.2 UART控制寄存器UCONx

在UART 模块中包含了UCON0、UCON1 和UCON2，选择设置UART时钟，中断类型，FIFO状态等。

 寄存器位信息：

注意：应该在选择或者取消FCLK/n后加上一下代码：

rGPHCON = rGPHCON & ~(3<<16); //GPH8（UEXTCLK）输入
Delay(1); //大约100μs
rGPHCON = rGPHCON & ~(3<<16) | (1<<17); //GPH8（UEXTCLK）UEXTCLK

2.3 FIFO控制寄存器

UART 模块中包含了UFCON0、UFCON1 和UFCON2。

寄存器位信息：

2.4 UART MODEM控制寄存器

UART 模块中包含了UMCON0 和UMCON1。

寄存器位信息：

2.5 UART TX/RX状态寄存器

在UART 模块中包含了UTRSTAT0，UTRSTAT1 和UTRSTAT2。

寄存器位信息：

2.6 UART发送缓冲寄存器（保持寄存器和FIFO寄存器）

在UART 模块中包含了UTXH0，UTXH1 和UTXH2。UTXHn 发送数据为8 位数据。

 寄存器位信息：

注意：L小端模式，B大端模式。

2.7 UART接收缓冲寄存器（保持寄存器和FIFO寄存器）

在UART 模块中包含了URXH0，URXH1 和URXH2。URXHn 发送数据为8 位数据。

 寄存器位信息：

注意：L小端模式，B大端模式。

注意： 当发生溢出错误时，必须读出URXHn。如果未读出，即使清除了UERSTATn 的溢出位下次接收数据将同样发出溢出错误。

2.8 UART波特率分频寄存器

在UART 模块中包含了UBRDIV0，UBRDIV1 和UBRDIV2。

存储在波特率分频寄存器中的值（UBRDIVn）是用于决定如下的串行Tx/Rx 时钟率（波特率）：

$$UBRDIVn=(int)\frac{UART时钟}{波特率 \times 16} - 1$$

其中UART时钟：PCLK、FCLK/n或UEXTCLK.

例如：如果波特率位115200bps，并且UART时钟位40MHz，则UBRDIVn为：

$$UBRDIVn=(int)\frac{40000000}{115200 \times 16} - 1 = 21$$

寄存器位信息：

三、串口初始化步骤

以UART0为例，其引脚如下：

• RX：GPH3
• TX：GPH2

输出波特率位115200，数据位8位，停止位1位，奇偶校验位None。时钟源选择PCLK=50HMz。

3.1 计算波特率

PLCK位50MHz，波特率位：

$$(int)\frac{50000000}{115200  \times 16} - 1 =  26$$

3.2  I/O状态设置

设置GPH控制寄存器，同时设置GPH2、GPH3为上拉使能。

GPHCON &= ~((3<<4) | (3 <<6));
GPHCON |= ((2<<4) | (2<<6));
GPHUP &= ~((1<<2) | (1<<3));

3.3 设置数据长度，开始位，停止位，奇偶校验相关

ULCON0 = 0x03;

3.4 禁止FIFO、禁止自动流控制

默认就是禁止的，可以不用设置。

3.5 设置UART时钟、接收中断使能

设置时钟源为PCK，中断/查询模式。

UCON0 = 0x05;

3.6 设置波特率

/* 设置波特率 */
/* UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1
 *  UART clock = 50M
 *  UBRDIVn = (int)( 50000000 / ( 115200 x 16) ) –1 = 26
 */
UBRDIV0 = 26;

四、代码

原文地址：https://www.cnblogs.com/zyly/p/14878422.html