AT91RM9200和MB86391串口通信

对前一段时间工作的总结

 

从12.14日接手到ARM（AT91RM9200）和MB86391通讯项目，到1.12日完成可以通信，中间走了许多弯路，以此记录过程中的经验和教训。

 

刚接手项目时对ARM和MB86391都不了解，但是出于对硬件和驱动的喜爱开始时兴奋异常，太想接触自己想做的事。所谓过犹不及，先前的过分自信也造成了第三个星期一度想放弃。担子是一点点加上去的，不能给自己太大的压力。

想法是逐步成熟的，这点绝对没错。实践才能发现问题，整个想法的历程是模拟串口à使用ttyS1à用编写驱动的方法使串口符合实际使用à直接修改内核改变串口参数。

刚开始MB86391串口控制接口是连接在三个普通的ARM IO口上，所以第一感觉就是使用串口模拟的方式来完成串口通信。上百度搜索发现串口模拟的方式多数用在单片机，ARM的串口模拟资料非常少，一是因为在有操作系统的情况下，usleep等延时函数非常不精准。如我用usleep延时5us实际达到4.7ms，误差之大根本无法实现特定串口波特率，波特率为9600时钟周期为104us，这个时间必须要精准才能准确无误的接收和发送数据，但要实现精确到微秒级不容易(以我现在的知识水平来看不容易，但是模拟串口是一定可以的)。二是因为肯定有更好的方法，事实确实如此，AT91RM9200作为工业级芯片已经提供了一个DEBUG串口和四个普通扩展串口，这要归功于一个AT91RM9200串口的测试程序，该程序是裸机下的程序，但对硬件资源的使用扩展了编程思维。

为什么不直接使用呢？稳定性也能得到保证，何必去模拟。搜索到一份资料，里面记录着在linux 2.6内核中，已经将ARM的串口1打开了，真是冥冥之中自有定数。打开PCB电路图，发现MB86391的DATAOUT、DATAIN和CLK引脚刚好接在ARM串口1引脚102、103和104的附近，只要将引脚线更改一下，就可以直接使用AT91RM9200自带的串口功能，请硬件组更改后，编写应用程序测试确实可以发送串口数据。到此完成第一个问题。

接下来碰到一个更大的难题，通过对1300EC的串口时钟线进行测量，发现其同步时钟频率为1.932M（周期520ns），而以波特率9600速率传输（周期104us）下载firmware时间肯定太长（同步模式的速度是波特率9600的200倍[104us/520ns],如果同步下载是20s，则以9600下载为4000s[66m],实际下载时间为20分钟）。这时就必须修改内核参数使ARM串口工作在同步模式下，查找资料没有，论坛发布问题得到结果是看芯片手册。自己太急躁，加上感冒，所以夜不能寐，白天精神不好，一度怀疑自己是否适合做这个工作。静下心来，觉得是自己急于求成，没有真正的虚心学习，其实只要静下来分析任何的问题都能解决。于是将ARM芯片手册的USART部分再看了一遍，对它的寄存器结合测试程序进行综合分析，发现其实在内核中修改参数也是可以的，修改/driver/serial/atmel_serial.c中的atmel_set_termios函数，设置模式寄存器为同步模式。通过用示波器测量，串口确实工作在同步模式下。到此解决第二个问题，回想其实这根本就不是问题，因为太简单，有一种只缘身在此山中的感觉。

第三个问题是MB86391根本就不返回信息，从开始这个问题就一直存在，那是因为MB86391根本没有工作。在1300EC代码中发现PONReset_ENC函数，去掉该函数，1300EC根本就不能接收到FPGA的返回信息(FPGA作为中转，也就是MB86391的返回信息)。这真是对我的当头一棒，也就是说从一开始我就没有注意到这个函数，认为它根本没有作用，其实该函数就是对MB86391的复位函数。搜索复位相关资料发现：

复位作用：

1上电复位对内部寄存器进行复位，否则寄存器状态未知

2同步内外部时钟信号，防止频率不稳定和晶振停振

3有些高级芯片，不先复位根本不工作

4有复位引脚的芯片必须复位，这是电子设计的基本要求

复位作用如此重要，而我却视而不见。一个原因是MB86391的产品手册上没有提及复位系统要复位才能工作，可能是硬件都默认要复位，所谓的潜规则，也是没有经验所致。二是自己不细心，没有提前看到复位代码部分。

这次项目犯了一个最大错误是开发顺序的本末倒置，与硬件通信的底层程序必须要先确保硬件是运行的。如果这次能先将MB86391启动并工作，开发周期可以节省一到两周，因为在异步模式下9600波特率时接收到MB86391的信息，可以极大的激发开发的兴趣，这样在修改内核使串口工作在同步模式下也会很顺利。芯片手册上有些话不能照搬，如M86391中有如果工作在同步模式下，DATAOUT接3.3K的上拉电阻，如果工作在异步模式下，DATAOUT接3.3K的下拉电阻。这些都是建议，不必完全符合，如DATAOUT接10K的上拉电阻也是可行的。过程中一直发愁怎样去让DATAOUT上拉下拉3.3K电阻，浪费了不少脑细胞。

下面将过程中的一些经验和资料列出，谨记！

 

 

 

 

1、  如果没找到相关资料，可能是有更合适的方法可以替代，如搜索AT91RM9200定时器的使用（模拟串口时），找不到资料，说明没有多少人使用过。最后发现AT91RM9200已经扩展了4个通用的USART，直接使用就行。现搜索AT91RM9200串口使用就会搜索到相关的资料

 

2. 每次更改代码就必须要烧写才能看结果，建议做一个ARM的jtag工具

 

3. at91rm9200的初始时钟默认是32.768K，所以外部晶振接32.768K，如果最小系统搭建成功，在DEBUG串口上会打印出“CC…”符号

 

4. pcb板上没有测试点，增加焊盘测试点非常重要

 

5. 处理这种串口通讯时，应配合示波器，事半功倍
串口不通的话，首先利用示波器检测通讯端口是否接收到了串口通讯信号，若有，注意观察信号的电平峰谷变化是否足够。如果这两样没有问题，则转而向MCU程序部分检查。此时应采用断点执行和单步执行相配合的方式，首先检查串口的相关初始化是否成功进行，其次则是时钟的计算配置是否匹配。若再不行，则只有慢慢的单步执行，看哪里出现了比较隐秘的BUG了

 

 

6. 硬件为什么没有工作，有哪几个方面的原因   电压？时钟？复位电路？

简单的芯片上电自动复位，高级芯片要控制其复位，对硬件的测量主要就是这三个方面。

 

7 现象:将ENCODER_RESET函数注释掉，第一次烧录进去，软件启动可以通过串口给MB86391发送数据

原因：没有关闭电源，MB86391中的寄存器值还是保存，这就是可以进行串口下载的状态

关闭电源重启后，程序阻塞，说明MB86391没有给FPGA发送数据

 

8 如果有软件可以对比，一定要对该软件进行细致的分析，与项目相关的代码一定要全部看完并理解，

该次项目就是没有注意到芯片复位部分函数，想当然当成没有实际用处的代码。仔细分析发现，芯片的

复位操作非常重要

复位作用：

[1]上电复位对内部寄存器进行复位，否则寄存器状态未知

[2]同步内外部时钟信号，防止频率不稳定和晶振停振

[3]有些高级芯片，不先复位根本不工作

[4]有复位引脚的芯片必须复位，这是电子设计的基本要求

 

9 如果确认软件没有大错误，一定要分析硬件问题。每一个脚（重要的）都先测量一遍，这一次就是没有测试时钟脚，时钟线已经断开没有同步时钟，肯定接收不到返回信息

 

10 文档一定要理解，像此次同步模式设置，只需改变模式寄存器sync部分就可以运作。修改MSBF等都在内核中有体现，静才能解决问题

 

11. 芯片并不是一开机就会运行，需要有一定的条件，先解决芯片运行的问题，然后在解决通信程序。做芯片程序时，不能急躁，仔细分析已有的代码，争取一步一个脚印，步步为营才能时时有收获。

 

1.18 添加

 

12.在通讯程序中加入打印语句容易出现问题

 

 

13.速度还是太慢需要进行修改，修改成PDC模式速度是否有改善

1.19 添加

14. 只发送不检查接收，每次发送一个字节，需要的时间是16秒

 

 

 

用1.8M 发送数据中间间隔为（40-45us），一个完整字节发送是11位（11周期，方便计算以10周期），每周期为550ns，发送一字节大约是5.5us。间隔可以发送8个字节，如果间隔缩短为20us。则可以将效率提高将近一倍。如果是16秒完成，则可以在9-10秒内完成下载