ARM串口(UART)的使用 (S3C2440)

UART概述
通用异步收发器简称UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)
工作方式为：串行、全双工。
只需3根线：TXD(发送数据)、RXD(接收数据)、GND。

数据传输流程：

1. 原来是高电平（空闲状态）
2. 发送方拉低电平，保持1bit时间，为起始位。
3. 接收方检测到起始位，然后通信双方按照波特率发送和接收5-8位数据。
4. 若使用校验功能，则发送完数据位后还要接着发送奇偶校验位。
5. 最后，发送停止位。

S3C2440的UART的特性

• 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。
• 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。
• 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。

UART的结构框图

要发送数据时，CPU控制内存要发送的数据通过FIFO传给UART单位，UART里面的移位器，依次将数据发送出去，在发送完成后产生中断提醒CPU传输完成。

接收数据时，获取接收引脚的电平，逐位放进接收移位器，再放入FIFO，写入内存。在接收完成后产生中断提醒CPU传输完成。

波特率发生
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)( UART 时钟 / ( 波特率 × 16) ) - 1
例如，如果波特率为 115200 bps 并且 UART 时钟为 40 MHz，则 UBRDIVn 为：
UBRDIVn = (int)(40000000 / (115200 x 16) ) - 1
= (int)(21.7) - 1 [取最接近的整数]
= 22 - 1 = 21

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编程

**
目的：实现串口初始化函数、发送一个字节函数、接收一个字节函数、发送字符串函数。

用到的特殊功能寄存器：






初始化函数：
1.要配置相应的GPIO引脚为串口功能。
2.设置方式（中断查询方式）、时钟源选择（PCLK）。
3.设置数据位、校验位、停止位。
4.设置波特率（配置UBRDIVn）。

/* 115200,8n1 */
void uart0_init()
{
	/* 配置GPH2、3为 TXD0、RXD0，并且开启上拉电阻 */
	GPHCON &= ~((3<<4) | (3<<6));
	GPHCON |=  ((2<<4) | (2<<6));
	GPHUP &= ~(3<<2);
	
	/* 配置UART CONTROL REGISTER，时钟源为PCLK，中断/查询方式 */
	UCON0 = 0x00000005;
	
	/* 配置UART LINE CONTROL REGISTER 为 8n1 */
	ULCON0 = 0x00000003;
	
	/* 配置UBRDIV0，波特率为115200，UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1 */
	UBRDIV0 = 26;
}

发送和接收函数则用到 状态寄存器UTRSTATn 和 发送缓冲寄存器UTXHn、接收缓冲寄存器URXHn。
具体代码如下：

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

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

int puts(const char *s)
{
	while (*s)
	{
		putchar(*s);
		s++;
	}
	
}