串口编程(UART0)
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Author :tiger-john
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Update-Time : 2011年1月23日星期日
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本文章针对的是ARM2200环境下编写串口程序,其中设计轮循方式,中断方式,以及在UC/OS-II操作系统下的串口编程。
使用轮循和中断两种方式来实现串口编程。
(当然了,用中断实现串口编程,系统的效率较高。但是难度也较大 。轮循方式效率较低,但是编程比较简单)
一. 串口编程的硬件原理
1. 串口特性:
1>16字节接收FIFO和16字节发送FIFO
2>接收FIFO触发点可设置为1,4,8或14字节。
3>内置波特率发生器。
2. UART0引脚:
1>RxD0 引脚用于UART0接受数据,接受方式为串行输入。
2>TxD0引脚用于UART0发送数据,发送方式为串行发送数据。
3. UART0的结构和工作方式
先看图在说明:
1> VPB总线提供CPU与UART0之间得的通信连接
(CPU内核通过VPB接口对UART0的寄存器进行读写访问.)
2> UART0 接收器模块监视串行输入线RxD0的有效输入。UART0 接收单元的移位寄存器(U0RSR)通过RxD0接收有效的字符。当U0RSR接受到一个有效字符时,它将该字符传送到UART0 接收单元缓冲寄存器FIFO中,等待CPU通过VPB接口进行访问。
3> UART0发送器模块接收CPU或主机写入的数据并将数据缓存到UART0 的FIFO或U0THR中,UART0发送模块中的移位寄存器(U0TSR)读取U0THR或FIFO中的数据并将数据通过串行输出到引脚TxD0发送。
4> UART0的接收模块和发送模块的状态信息保存在U0LSR中。
控制信息保存在U0LCR中。
5> UART0波特率发送器模块产生UART0 发送模块所使用的定时。波特率发生器模块时钟源为VPB时钟(pclk)。主时钟与U0DLL和U0DLM寄存器所定义的除数相除得到UART0 发送器模块使用的时钟,该时钟必须为波特率的16倍。
6> 中断接口包含寄存器U0IER和U0IIR。中断接口接收UART0发送模块和接收模块发出的单时钟宽度的使能信号。
4. UART0和ARM7 CPU之间的通信过程
1>CPU通过UART0发送模块发送信息给外设
l CPU发出信息通过AHB总线到AHB-VPB桥
l 通过AHB-VPB桥把信息转换后发送给VPB总线。
l UART0接收模块接受来自VPB总线的数据。并将数据缓存到U0THR寄存器中。
l UART0接受模块的移位寄存器U0TSR读取U0THR中的数据 并将数据通过输出引脚TxD0发送
2>外设通过UART0接收模块向ARM7 CPU发送信息
l UART0移位寄存器(U0RSR)通过引脚RxD0接收有效字符。
l 当UART0接收到一个有效字符后,通过读取U0RBR寄存器可以将FIFO中最早接收到的字节读出,当FIFO中不再包含有效数据时,该寄存器反映接收到的最后一个有效字节数据。接收的数据不足8位时,高位用0填充。
l VPB总线将缓冲寄存器(U0RBR)中的数据通过AHB-VPB桥传到AHB总线上
l AHB总线将数据传送给ARM7 CPU
二. 轮训方式的串口编程
1. 串口程序都有那几部分组成
看图:
1> 串口初速化
A. 串口初始化的流程
l 设置I/O引脚连接到UART0
l 设置串口波特率
l 设置串口工作模式
B. 串口初始化需要设置的寄存器
l U0LCR(控制寄存器):设置UART0的通信格式。
l U0DLL,U0DLM(寄存器):设置UART0的通信波特率。
C. 具体寄存器的设置
(1) U0LCR(线控制寄存器)
l 作用:设置通信格式(通信字符长度,停止位个数,奇偶校验位
l 长度:8位寄存器
l 各位寄存器的含义:
第[1 ,0]位: 表示字长
00:表示5位字长
01:表示6位字符长度
10:表示7位字符长度
11:表示8位字符长度
第2位: 表示停止位选择
0:1个停止位
1:2个停止位
3位:表示奇偶使能
0:禁止奇偶产生和校验
1:使能奇偶产生和校验
注:奇偶使能:控制是否进行奇偶校验。如果使能,发送时将添加一位校验位。
第[5 4]位:表示奇偶选择位
00:奇数(数据位+校验位=奇数)
01:偶数(数据位+校验位=偶数)
10:校验位强制为1
11:校验位强制为0
注:奇偶选择主要是设置奇偶校验类型。
第6位:间隔控制
0:禁止间隔发送
1:使能间隔发送
注:当该位为1时,输出引脚(TxD0)强制为逻辑0,可以引起通信对方产生间隔中断。在一些通信方式中,使用间隔中断作为通信的起始信号(eg:LIN Bus)
第7位:除数锁存访问位
0:禁止访问除数锁存寄存器
1:始能访问除数锁存寄存器
(2) U0DLL,U0DLM(除数锁存寄存器)
l 作用:U0DLL和U0DLM寄存器一起构成一个16位除数。
l U0DLL和U0DLM都为8位寄存器。
l U0DLL:存放分频值的低8位
l U0DLM:存放分频值的高8位。
注: