S3C2440 UART串口驅(qū)動

作者：時間：2016-11-20 來源：網(wǎng)絡(luò)

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1.1UART串口

通用異步接收器和發(fā)送器(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)簡稱UART。通常是嵌入式設(shè)備中默認(rèn)都會配置的通信接口。這是因為，很多嵌入式設(shè)備沒有顯示屏，無法獲得嵌入式設(shè)備實時數(shù)據(jù)信息，通過UART串口和超級終端相連，打印嵌入式設(shè)備輸出信息。并且在對嵌入式系統(tǒng)進行跟蹤和調(diào)試時，UART串口了是必要的通信手段。比如：網(wǎng)絡(luò)路由器，交換機等都要通過串口來進行配置。UART串口還是許多硬件數(shù)據(jù)輸出的主要接口，如GPS接收器就是通過UART串口輸出GPS接收數(shù)據(jù)的。

1.1.1異步通信和同步通信

圖2-56同步信號與異步信號
同步通信技術(shù)
在發(fā)送數(shù)據(jù)信號的時候，會同時送出一根同步時鐘信號，用來同步發(fā)送方和接收方的數(shù)據(jù)采樣頻率。如圖2-56所示，同步通信時，信號線1是一根同步時鐘信號線，以固定的頻率進行電平的切換，其頻率周期為t，在每個電平的上升沿之后進行對同步送出的數(shù)據(jù)信號線2進行采樣（高電平代表1，低電平代表0），根據(jù)采樣數(shù)據(jù)電平高低取得輸出數(shù)據(jù)信息。如果雙方?jīng)]有同步時鐘的話，那么接收方就不知道采樣周期，也就不能正常的取得數(shù)據(jù)信息。
異步通信技術(shù)
在異步通信技術(shù)中，數(shù)據(jù)發(fā)送方和數(shù)據(jù)接收方?jīng)]有同步時鐘，只有數(shù)據(jù)信號線，只不過發(fā)送端和接收端會按照協(xié)商好的協(xié)議（固定頻率）來進行數(shù)據(jù)采樣。數(shù)據(jù)發(fā)送方以每秒鐘57600bits的速度發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方也以57600bits的速度去接收數(shù)據(jù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的有效和正確。通常異步通信中使用波特率（Baud-Rate）來規(guī)定雙方傳輸速度，其單位為bps（bits per second每秒傳輸位數(shù)）。

1.1.2數(shù)據(jù)的串行和并行通信方式

串行通信好比是一列縱隊，每個數(shù)據(jù)元素依次縱向排列。如圖2-57所示，傳輸時一個比特一個比特的串行傳輸，每個時鐘周期傳輸一個比特，這種傳輸方式相對比較簡單，速度較慢，但是使用總線數(shù)較少，通常一根接收線，一根發(fā)送線即可實現(xiàn)串行通信。它的缺點是要增加額外的數(shù)據(jù)來控制一個數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)束。
并行通信好比一排橫隊，齊頭并進同時傳輸。這種通信方式每個時鐘周期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和其總線寬度成正比，但是實現(xiàn)較為復(fù)雜。UART通信采用的是串行方式進行通信的。

圖2-57串行數(shù)據(jù)通信與并行數(shù)據(jù)通信

1.1.3數(shù)據(jù)通信傳輸模式

在數(shù)據(jù)通信過程中，發(fā)送方和接收方為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確發(fā)送和接收，通常會有一個狀態(tài)寄存器來描述當(dāng)前數(shù)據(jù)接收和發(fā)送狀態(tài)，當(dāng)發(fā)送方有數(shù)據(jù)發(fā)送時，會查看發(fā)送狀態(tài)寄存器，看是否允許發(fā)送數(shù)據(jù)（如果上一次數(shù)據(jù)還沒有發(fā)送完畢，不允許繼續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送），在發(fā)送允許情況下再送出新數(shù)據(jù)。同樣，接收端通過查看接收狀態(tài)寄存器，確定是否有新數(shù)據(jù)到達，如果有數(shù)據(jù)到達，將去接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。
（1）輪詢模式
通過程序執(zhí)行流，不停的檢測狀態(tài)寄存器的結(jié)果，如果當(dāng)前可發(fā)送或接收，則發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。其過程可以用下面?zhèn)未a來表示。

;輪詢方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送偽代碼
Send(){
While(1){
if(發(fā)送狀態(tài)==可發(fā)送)
執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送操作;
}
}

;輪詢方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收偽代碼
Receive(){
While(1){
if(接收狀態(tài)==有數(shù)據(jù)到達)
執(zhí)行數(shù)據(jù)接收操作;
}
}

由程序可知，這種方式實現(xiàn)簡單，但在進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時都要進入循環(huán)檢查狀態(tài)寄存器的值，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)到達或數(shù)據(jù)不可發(fā)送時，CPU會一直空轉(zhuǎn)，其它程序又得不到CPU的執(zhí)行權(quán)，很影響系統(tǒng)的效率。
（2）中斷模式
中斷方式是指，當(dāng)數(shù)據(jù)到達或數(shù)據(jù)可發(fā)送時，產(chǎn)生中斷，通知CPU去發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，這種方式將通信硬件和CPU獨立出來，通信硬件只有在發(fā)送或接收條件準(zhǔn)備好之后中，才通知CPU去處理數(shù)據(jù)，在通信條件沒有準(zhǔn)備好的時候，CPU去處理其它程序，顯然這種方式更合理，這種方式要求通信硬件要求比較高，需要支持產(chǎn)生中斷信號。
（3）DMA模式
通常實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移或拷貝時，CPU將從源地址處復(fù)制數(shù)據(jù)到寄存器，然后將寄存器數(shù)據(jù)再寫入目的地址處，該復(fù)制過程需要CPU來執(zhí)行。S3C2440支持DMA傳輸模式，DMA傳輸是指在CPU不干涉的情況下，DMA硬件自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和復(fù)制，在DMA傳輸過程中，CPU幾乎不用干涉，這樣可以讓CPU安心的去做自己的事情。雖然如此，但是DMA在傳輸數(shù)據(jù)過程中要占用總線，在大批數(shù)據(jù)傳輸時，系統(tǒng)總線會被DMA通道占用，也會影響系統(tǒng)的效率。S3C2440 UART控制器支持DMA方式傳輸串口通信數(shù)據(jù)。

1.1.4S3C2440 UART控制器

S3C2440 UART控制器，提供了三個獨立的異步串行I/O端口，每個端口都可以在中斷模式或DMA模式下工作，換而言之，UART可以生成中斷或DMA請求用于CPU和UART之間的數(shù)據(jù)傳輸。UART串口掛接在APB總線上，APB總線最高可以達到50MHz工作頻率，在使用APB時鐘頻率時可以達到最高115.2Kbps波特率的通信速度。如果UART串口接收外部設(shè)備提供UEXTCLK（外部時鐘），UART可以在更高的速度下工作。每個UART串口在接收裝置和發(fā)送裝置里分別包含一個64Byte的FIFO緩沖區(qū)，用于緩存發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。
由于UART是串行異步通信方式，因此在UART通信過程中每次只能傳輸1位（bit）,若干位組成一個數(shù)據(jù)幀（frame），幀是UART通信中最基本單元，它主要包含：開始位，數(shù)據(jù)位，校驗位（如果開啟了數(shù)據(jù)校驗，要包含校驗位），和停止位，幀結(jié)構(gòu)如圖2-58所示。

圖2-58 UART數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)
UART在通信之前要在發(fā)送端和接收端約定好幀結(jié)構(gòu)，也就是約定好傳輸數(shù)據(jù)幀格式。
l開始位：必須包含在數(shù)據(jù)幀中，表示一個幀的開始。
l數(shù)據(jù)位：可選5，6，7，8位，該位長度可由編程人員指定。
l校驗位：如果在開啟了數(shù)據(jù)校驗時，該位必須指定。
l停止位：可選1，2位，該位長度可由編程人員指定。
通信雙方約定好幀格式后，指定同一波特率，以保證雙方數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健?br />

1.1.5S3C2440 UART串口工作原理

每個UART包含一個波特率產(chǎn)生器，發(fā)送器，接收器和一個控制單元，如下圖所示：

圖2-59 UART硬件結(jié)構(gòu)
UART是以異步方式實現(xiàn)通信的，其采樣速度由波特率決定，波特率產(chǎn)生器的工作頻率可以由PCLK（外圍設(shè)備頻率），F(xiàn)CLK/n（CPU工作頻率的分頻），UEXTCLK（外部輸入時鐘）三個時鐘作為輸入頻率，波特率設(shè)置寄存器是可編程的，用戶可以設(shè)置其波特率決定發(fā)送和接收的頻率。發(fā)送器和接收器包含了64Byte的FIFO和數(shù)據(jù)移位器。UART通信是面向字節(jié)流的，待發(fā)送數(shù)據(jù)寫到FIFO之后，被拷貝到數(shù)據(jù)移位器（1字節(jié)大?。├?，數(shù)據(jù)通過發(fā)送數(shù)據(jù)管腳TXDn發(fā)出。同樣道理，接收數(shù)據(jù)通過RXDn管腳來接收數(shù)據(jù)（1字節(jié)大小）到接收移位器，然后將其拷貝到FIFO接收緩沖區(qū)里。
（1）數(shù)據(jù)發(fā)送
發(fā)送的數(shù)據(jù)幀可編程的，它的一個幀長度是用戶指定的，它包括一個開始位，5~8個數(shù)據(jù)位，一個可選的奇偶校驗位和1~2個停止位，數(shù)據(jù)幀格式可以通過設(shè)置ULCONn寄存器來設(shè)置。發(fā)送器也可以產(chǎn)生一個終止信號，它是由一個全部為0的數(shù)據(jù)幀組成。在當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)被完全傳輸完以后，該模塊發(fā)送一個終止信號。在終止信號發(fā)送后，它可以繼續(xù)通過FIFO（FIFO）或發(fā)送保持寄存器（NON-FIFO）發(fā)送數(shù)據(jù)。
（2）數(shù)據(jù)接收
同樣接收端的數(shù)據(jù)也是可編程的，接收器可以偵測到溢出錯誤奇偶校驗錯誤，幀錯誤和終止條件，每個錯誤都可以設(shè)置一個錯誤標(biāo)志。
l溢出錯誤是指在舊數(shù)據(jù)被讀取到之前，新數(shù)據(jù)覆蓋了舊數(shù)據(jù)
l奇偶校驗錯誤是指接收器偵測到了接收數(shù)據(jù)校驗結(jié)果失敗，接收數(shù)據(jù)無效
l幀錯誤是指接收到的數(shù)據(jù)沒有一個有效的停止位，無法判定數(shù)據(jù)幀結(jié)束
l終止條件是指RxDn接收到保持邏輯0狀態(tài)持續(xù)長于一個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間
（3）自動流控AFC（Auto Float Control）
UART0和UART1支持有nRTS和nCTS的自動流控，UART2不支持流控。在AFC情況下，通信雙方nRTS和nCTS管腳分別連接對方的nCTS和nRTS管腳。通過軟件控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。
在開啟AFC時，發(fā)送端接收發(fā)送前要判斷nCTS信號狀態(tài)，當(dāng)接收到nCTS激活信號時，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。該nCTS管腳連接對方nRTS管腳。接收端在準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)幀前，其接收器FIFO有大于32個字節(jié)的空閑空間，nRTS管腳會發(fā)送激活信號，當(dāng)其接收FIFO小于32個字節(jié)的空閑空間，nRTS必須置非激活狀態(tài)。如圖2-60所示。

圖2-60自動流控數(shù)據(jù)傳輸
（4）波特率
在UART中波特率發(fā)生器為發(fā)送器和接收器提供工作時鐘。波特率發(fā)生器的時鐘源可以選擇S3C2440A的內(nèi)部系統(tǒng)時鐘(PCLK，F(xiàn)CLK/n)或UEXTCLK（外部時鐘源），可以通過設(shè)置UCONn寄存器來設(shè)置波特率發(fā)生器的輸入時鐘源。通常我們選擇使用PCLK作為UART工作時鐘。
UART控制器中沒有對波特率進行設(shè)置的寄存器，而是通過設(shè)置一個除數(shù)因子，來決定其波特率。其計算公式如下：

UART除數(shù)（UBRDIVn）= (int)(CLK/(buad rate * 16 )) - 1

其中：UBRDIVn的取值范圍應(yīng)該為1~2^16-1。例如：波特率為115200bps，PCLK時鐘為其工作頻率，采用50MHz，UBRDIVn為：

UBRDIVn = (int)(50M / (115200 x 16)) - 1 = 26

在系統(tǒng)時鐘未初始化時，PCLK = 12MHz，如果波特率采用57600bps，那么UBRDIVn為：

UBRDIVn = (int)(12M / (57600 x 16)) - 1 = 12

當(dāng)使用外部時鐘源時，如果外部時鐘小于PCLK時鐘，則UEXTCLK應(yīng)該設(shè)置為0。
（5）波特率的錯誤容忍率（Baud-Rate Error Torlerance）
數(shù)據(jù)信號在傳輸過程中由于外界電磁干擾，信號減弱等原因，當(dāng)時鐘頻率較低，傳輸速率較高時會產(chǎn)生誤差，當(dāng)誤差達到一定值時，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信號不能正常識別，造成通信異常。好比如，在普通列車軌道上試圖行駛高速列車一樣，由于高速列車對軌道要求很高，當(dāng)速度達到一定程度，很可能造成事故。業(yè)界的波特率的錯誤容忍率為1.86%(3 / 160)，如果大于該值則應(yīng)該選擇較低的波特率或提高輸入時鐘頻率。
錯誤容忍率計算公式為：

UART Error = (tUPCLK - tUEXACT)/ tUEXACT * 100%

注：tUPCLK為UART的真實工作時鐘頻率：tUPCLK = (UBRDIVn + 1) * 16 * 1Frame / PCLK
tUEXACT為UART理想工作時鐘頻率：tUEXACT = 1Frame / baud-rate
其中：1Frame為數(shù)據(jù)幀的長度=開始位+數(shù)據(jù)位+可選校驗位+停止位
假如，波特率采用115200bps，PCLK時鐘為50MHz，波特率除數(shù)因子UBRDIVn為26（通過前面UBRDIVn計算公式算出），采用1個停止位，8個數(shù)據(jù)位，無校驗的8N1方式通信時，其錯誤容忍率為：

tUPCLK = 27 * 16 * 10 / 50M = 0.0000864
tUEXACT = 10 / 115200 = 0.0000868
UART Error= | 0.0000864 - 0.0000868 | / 0.0000868 = 0.46%

在開發(fā)板沒有初始化系統(tǒng)時鐘前，開發(fā)板工作在12MHz下，假如我們將波特率設(shè)置為115200bps，采用PCLK為系統(tǒng)默認(rèn)時鐘12MHz，8N1數(shù)據(jù)幀格式通信，那么：
UBRDIVn = (int)(12M / (115200 * 16)) - 1 = 6
其錯誤容忍率：

tUPCLK = 7 * 16 * 10 / 12M = 0.0000933
tUEXACT = 10 / 115200 = 0.0000868
UART Error = | 0.0000933 - 0.0000868 | / 0.0000868 = 7.5%

其錯誤容忍率大于1.86%，因此在12MHz頻率下，波特率不能設(shè)置為115200，現(xiàn)在將波特率設(shè)置為56700bps，采用8N1數(shù)據(jù)幀格式通信，那么：

UBRDIVn = (int)(12M / (57600 * 16)) - 1 = 12
tUPCLK = 13 * 16 * 10 / 12M = 0.000173
tUEXACT = 10 / 57600 = 0.0001736
UART Error = | 0. 000173 - 0. 0001736 | / 0. 0001736 = 0.345%

采用波特率為56700bps，8N1數(shù)據(jù)幀格式通信時，其錯誤容忍率小于標(biāo)準(zhǔn)的1.86%，因此可以正常工作。

圖2-61 MINI2440開發(fā)板串口硬件圖
UART的接口
圖2-61為MINI2440開發(fā)板引出UART串口接線圖，它采用DB9接口公頭（有接線柱的端口，只有接線孔的為母頭），其有9根信號線，UART通信過程中用到了信號線2 RSTXD0（數(shù)據(jù)發(fā)送管腳）它和串口線母頭TXDx信號線相接（x代表0號，1號，2號串口），信號3 RSRXD0（數(shù)據(jù)接收管腳）和串口線母頭RXDx相接（x代表0號，1號，2號串口），信號線5（接地管腳），信號線7 RSCTS0（數(shù)據(jù)發(fā)送流控制管腳）和串口線母頭nCTSx相接，信號線8 RSRTS0（數(shù)據(jù)接收流控制管腳）和串口線母頭nRTSx相接。如果UART中沒有開啟AFC流控的話，只要用到信號線2，信號線3和信號線5。

圖2-62 MINI2440串口管腳接線
通過MINI2440硬件CPU管腳圖可以看出，RSTXD0和RSRXD0連接到CPU的GPH2和GPH3管腳上的，而GPH2和GPH3是CPU復(fù)用管腳，因此我們要對GPH2和GPH3對應(yīng)寄存器進行設(shè)置，其對應(yīng)寄存器為GPHCON。
表2-23 GPIO端口H設(shè)置寄存器（GPHCON）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
GPHCON	0x56000070	R/W	GPIO端口H配置寄存器	0x0
GPHDAT	0x56000074	R/W	GPIO端口H數(shù)據(jù)寄存器	未定義
GPHUP	0x56000078	R/W	GPIO端口H上拉無效寄存器	0x000

GPHCON	位	描述	初始值
…	…	…	…
GPH3	[7:6]	設(shè)置當(dāng)前管腳功能： 00 =輸入端口01 =輸出端口 10 = RXD[0]配置為串口0的接收數(shù)據(jù)管腳 11 =保留	0
GPH2	[5:4]	設(shè)置當(dāng)前管腳功能： 00 =輸入端口01 =輸出端口 10 = RXD[0]配置為串口0的接收數(shù)據(jù)管腳 11 =保留	0
…	…	…	…

GPHCON[7:6]和GPHCON[5:4]為RSTXD0和RSRXD0管腳設(shè)置位，將其功能設(shè)置為了UART專用通信管腳，因此應(yīng)該設(shè)置其為0b10，分別用于UART數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。

GPHCON | = 0xa0;

表2-24 GPIO端口H上拉電阻設(shè)置寄存器（GPHUP）

GPHUP	位	描述	初始值
GPH[10:0]	[10:0]	設(shè)置對應(yīng)管腳GPHn的是否啟用上拉功能 0 =啟用上拉功能 1 =禁用上拉功能	0

GPHUP上拉電阻設(shè)置寄存器：上拉電阻用來穩(wěn)定電平信號，保障傳輸數(shù)據(jù)的正確，GPHUP里設(shè)置其內(nèi)部上拉。

GPHUP = 0x0;

表2-25 UART0串行控制寄存器（ULCON0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
ULCON0	0x50000000	R/W	串口0串行控制寄存器	0x00

ULCON0	位	描述	初始值
保留	[7]		0
紅外模式	[6]	選擇串口0是否使用紅外模式： 0 =正常通信模式 1 =紅外通信模式	0
校驗?zāi)Ｊ?/td>	[5:3]	設(shè)置串口0在數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時采用的校驗方式： 0xx =無校驗 100 =奇校驗 101 =偶校驗 110 =強制校驗/檢測是否為1 111 =強制校驗/檢測是否為0	000
停止位	[2]	設(shè)置串口0停止位數(shù)： 0 =每個數(shù)據(jù)幀一個停止位 1 =每個數(shù)據(jù)幀二個停止位	0
數(shù)據(jù)位	[1:0]	設(shè)置串口0數(shù)據(jù)位數(shù)： 00 = 5個數(shù)據(jù)位01 = 6個數(shù)據(jù)位 10 = 7個數(shù)據(jù)位11 = 8個數(shù)據(jù)位	00

通過設(shè)置ULCON0來設(shè)置UART0通信方式，ULCON0[6]選擇通信方式為一般通信模式或紅外通信模式，ULCON0[5:3]設(shè)置串口0校驗方式，ULCON0[2]設(shè)置串口0停止位數(shù)，ULCON0[1：0]設(shè)置串口0的數(shù)據(jù)位數(shù)。
我們選擇一般通信模式，無校驗位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)通信方式。因此：

ULCON0 = 0x03;

表2-26 UART0串口控制寄存器（UCON0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UCON0	0x50000004	R/W	串口0控制寄存器	0x00

UCON0	位	描述	初始值
FCLK分頻因子	[15:12]	當(dāng)UART0選擇FCLK作為時鐘源時，設(shè)置其FCLK的分頻因子 UART0工作時鐘頻率= FCLK/ FCLK分頻因子+ 6	0000
UART時鐘源選擇	[11:10]	選擇UART0的工作時鐘PCLK，UEXTCLK，F(xiàn)CLK/n： 00,10 = PCLK 01 = UEXTCLK 11 = FCLK/n 當(dāng)選擇FCLK/n作為UART0工作時鐘時還要做其它設(shè)置，具體請讀者自行查看硬件手冊	00
發(fā)送數(shù)據(jù)中斷產(chǎn)生類型	[9]	設(shè)置UART0中斷請求類型，在非FIFO傳輸模式下，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為空，立即產(chǎn)生中斷信號，在FIFO傳輸模式下達到發(fā)送數(shù)據(jù)觸發(fā)條件時立即產(chǎn)生中斷信號： 0 =脈沖觸發(fā) 1 =電平觸發(fā)	0
接收數(shù)據(jù)中斷產(chǎn)生類型	[8]	設(shè)置UART0中斷請求類型，在非FIFO傳輸模式下，一旦接收到數(shù)據(jù)，立即產(chǎn)生中斷信號，在FIFO傳輸模式下達到接收數(shù)據(jù)觸發(fā)條件時立即產(chǎn)生中斷信號： 0 =脈沖觸發(fā) 1 =電平觸發(fā)	0
接收數(shù)據(jù)超時	[7]	設(shè)置當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，如果數(shù)據(jù)超時，是否產(chǎn)生接收中斷： 0 =不開啟超時中斷1 =開啟超時中斷 10 = 7個數(shù)據(jù)位11 = 8個數(shù)據(jù)位	0
接收數(shù)據(jù)錯誤中斷	[6]	設(shè)置當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，如果產(chǎn)生異常，如傳輸中止，幀錯誤，校驗錯誤時，是否產(chǎn)生接收狀態(tài)中斷信號： 0 =不產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷1 =產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷	0
回送模式	[5]	設(shè)置該位時UART會進入回送模式，該模式僅用于測試 0 =正常模式1 =回送模式	0
發(fā)送終止信號	[4]	設(shè)置該位時，UART會發(fā)送一個幀長度的終止信號，發(fā)送完畢后，該位自動恢復(fù)為0 0 =正常傳輸1 =發(fā)送終止信號	0
發(fā)送模式	[3:2]	設(shè)置采用哪個方式執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū) 00 =無效 01 =中斷請求或查詢模式 10 = DMA0請求	00
接收模式	[1:0]	設(shè)置采用哪個方式執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入接收緩沖區(qū) 00 =無效 01 =中斷請求或查詢模式 10 = DMA0請求	00

通常UART串口采用PCLK作為輸入工作時鐘，采用簡單的輪詢方式進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，不開啟數(shù)據(jù)接收超時，數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤時不產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷，因此：

UCON0 = 0x05;

表2-27 UART FIFO控制寄存器（UFCON0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UFCON0	0x50000008	R/W	串口0 FIFO控制寄存器	0x00

UFCON0	位	描述	初始值
發(fā)送數(shù)據(jù) 觸發(fā)級別	[7:6]	設(shè)置FIFO發(fā)送模式的觸發(fā)級別： 00 = FIFO為空觸發(fā)01 = 16字節(jié)觸發(fā) 10 = 32字節(jié)觸發(fā)11 = 48字節(jié)觸發(fā)	00
接收數(shù)據(jù) 觸發(fā)級別	[5:4]	設(shè)置FIFO接收模式的觸發(fā)級別： 00 = FIFO為空觸發(fā)01 = 16字節(jié)觸發(fā) 10 = 32字節(jié)觸發(fā)11 = 48字節(jié)觸發(fā)	00
保留	[3]		0
發(fā)送FIFO重置	[2]	在重置FIFO后自動清除發(fā)送緩沖區(qū) 0 =正常模式1 =自動清除	0
接收FIFO重置	[1]	在重置FIFO后自動清除接收緩沖區(qū) 0 =正常模式1 =自動清除	0
啟用FIFO	[0]	0 =不啟用FIFO1 =啟用FIFO	0

表2-28 UART MODEM控制寄存器（UMCON0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UMCON0	0x5000000C	R/W	串口0MODEM控制寄存器	0x00

UMCON0	位	描述	初始值
保留	[7:5]	必須全部置0	000
AFC自動流控	[4]	0 =不開啟流控1 =開啟流控	0
保留	[3:1]	必須全部置0	000
請求發(fā)送	[0]	如果啟用AFC，該位無效，S3C2440會自動控制nRTS，如果不啟用AFC，nRTS必須由軟件控制 0 =高電平激活nRTS1 =低電平激活nRTS	0

表2-29 UART發(fā)送/接收狀態(tài)寄存器（UTRSTAT0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UTRSTAT0	0x50000010	R/W	串口0發(fā)送/接收狀態(tài)寄存器	0x06

UTRSTAT0	位	描述	初始值
發(fā)送器為空	[2]	當(dāng)發(fā)送緩存寄存器中沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送且發(fā)送移位寄存器為空時，自動置1 0 =非空 1 =發(fā)送器為空（發(fā)送緩存和移位寄存器）	1
發(fā)送緩存寄存器為空	[1]	當(dāng)發(fā)送緩存寄存器為空時，自動置1 0 =發(fā)送緩存寄存器非空 1 =發(fā)送緩存寄存器為空	1
接收緩存寄存器為空	[0]	當(dāng)接收緩存寄存器有數(shù)據(jù)到達時，自動置1 0 =接收緩存寄存器為空 1 =緩存寄存器接收數(shù)據(jù)	0

表2-30 UART發(fā)送緩存寄存器（UTXH0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UTXH0	0x50000020(L) 0x50000023(B)	W	串口0發(fā)送緩存寄存器	-

表2-31 UART接收緩存寄存器（URXH0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
URXH0	0x50000024(L) 0x50000027(B)	R	串口0接收緩存寄存器	-

表2-32 UART波特率除數(shù)寄存器（UBRDIV0）

寄存器名	地址	是否讀寫	描述	復(fù)位默認(rèn)值
UBRDIV0	0x50000028	R/W	串口0波特率除數(shù)寄存器	-

UBRDIV0	位	描述	初始值
波特率除數(shù)	[15:0]	設(shè)置波特率除數(shù)（大于0）使用外部輸入時鐘時可以置0	-

上述寄存器是是和UART通信相關(guān)寄存器，使用簡單的無FIFO，無自動流控AFC時，設(shè)置如下：

UFCON0 = 0x00;//不使用FIFO
UMCON0 = 0x00;//不使用流控
UBRDIV0 = 26;//波特率為115200,PCLK=50Mhz
UBRDIV0 = 53;//波特率為57600,PCLK=50Mhz
UBRDIV0 = 12;//波特率為57600,PCLK=12Mhz

UTXH0和URXH0分別是數(shù)據(jù)發(fā)送和接收寄存器，發(fā)送數(shù)據(jù)時通過輪詢方式判斷發(fā)送狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，當(dāng)可以發(fā)送數(shù)據(jù)時，執(zhí)行UTXH0寄存器寫入操作，接收數(shù)據(jù)時，以輪詢方式檢測接收狀態(tài)寄存器狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)到達時，讀取URXH0寄存器里的數(shù)據(jù)即可取得串口數(shù)據(jù)。

#defineTXD0READY(1<<2)//發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)OK
#defineRXD0READY(1)//接收數(shù)據(jù)狀態(tài)OK

/* UART串口單個字符打印函數(shù)*/
extern void putc(unsigned char c)
{
while( ! (UTRSTAT0 & TXD0READY) );
UTXH0 = c;
}

/* UART串口接受單個字符函數(shù)*/
extern unsigned char getc(void)
{
while( ! (UTRSTAT0 & RXD0READY) );
return URXH0;
}

1.1.6UART串口驅(qū)動實驗

init.s：本程序文件對看門狗，內(nèi)存等基本硬件做初始化，然后跳入到xmain.c中的xmain函數(shù)執(zhí)行。

;
; UART串口實驗
;

GPBCONEQU0x56000010
GPBDATEQU0x56000014
AREA Init, CODE, READONLY
ENTRY
start
; close watchdog
ldr r0, = 0x53000000;將看門狗控制寄存器地址放入r0
mov r1, #0
str r1, [r0];設(shè)置看門狗控制寄存器的值為0

bl initmem;跳轉(zhuǎn)到initmem代碼段，初始化內(nèi)存

IMPORT xmain;引入main.c中的xmain函數(shù)
ldr sp, =0x34000000;調(diào)用C程序之前先初始化棧指針
ldr lr, =loop;設(shè)置xmain函數(shù)的返回地址
ldr pc, =xmain;跳轉(zhuǎn)到C程序中的xmain函數(shù)的入口處執(zhí)行

loop
b loop;死循環(huán)

initmem;內(nèi)存初始化
ldr r0, =0x48000000;加載內(nèi)存相關(guān)寄存器首地址r0
ldr r1, =0x48000034;加載內(nèi)存相關(guān)寄存器尾地址到r1
adr r2, memdata;將寄存器配置數(shù)據(jù)地址段首地址加載到r2
initmemloop
ldr r3, [r2], #4;循環(huán)設(shè)置存寄存器
str r3, [r0], #4
teq r0, r1
bne initmemloop;循環(huán)到最后一個寄存器時退出函數(shù)
mov pc,lr

memdata
DCD0x22000000;BWSCON
DCD0x00000700;BANKCON0
DCD0x00000700;BANKCON1
DCD0x00000700;BANKCON2
DCD0x00000700;BANKCON3
DCD0x00000700;BANKCON4
DCD0x00000700;BANKCON5
DCD0x00018005;BANKCON6
DCD0x00018005;BANKCON7
DCD0x008e07a3;REFRESH
DCD0x000000b1;BANKSIZE
DCD0x00000030;MRSRB6
DCD0x00000030;MRSRB7

END

xmain.c：uart_init函數(shù)對UART0進行初始化，然后進入死循環(huán)內(nèi)，不停打印字符串“Uart串口打印試驗”。

/* xmain.c */

/* GPIO registers */
#defineGPHCON(*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#defineGPHDAT(*(volatile unsigned long *)0x56000074)
#defineGPHUP(*(volatile unsigned long *)0x56000078)

/*UART registers*/
#defineULCON0(*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#defineUCON0(*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#defineUFCON0(*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#defineUMCON0(*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
#defineUTRSTAT0(*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#defineUTXH0(*(volatile unsigned char *)0x50000020)
#defineURXH0(*(volatile unsigned char *)0x50000024)
#defineUBRDIV0(*(volatile unsigned long *)0x50000028)

#defineTXD0READY(1<<2)//發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)OK
#defineRXD0READY(1)//接收數(shù)據(jù)狀態(tài)OK

/* UART串口初始化*/
void uart_init( )
{
GPHCON |= 0xa0;//GPH2,GPH3 used as TXD0,RXD0
GPHUP= 0x0;//GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
ULCON0= 0x03;//8N1
UCON0= 0x05;//查詢方式為輪詢或中斷;時鐘選擇為PCLK
UFCON0 = 0x00;//不使用FIFO
UMCON0 = 0x00;//不使用流控
UBRDIV0 = 12;//波特率為57600,PCLK=12Mhz
}

/* UART串口單個字符打印函數(shù)*/
extern void putc(unsigned char c)
{
while( ! (UTRSTAT0 & TXD0READY) );
UTXH0 = c;
}

/* UART串口接受單個字符函數(shù)*/
extern unsigned char getc(void)
{
while( ! (UTRSTAT0 & RXD0READY) );
return URXH0;
}

/* UART串口字符串打印函數(shù)*/
extern int printk(const char* str)
{
int i = 0;
while( str[i] ){
putc( (unsigned char) str[i++] );
}
return i;
}

__inline void delay(int msec)
{
int i, j;
for(i = 1000; i > 0; i--)
for(j = msec*10; j > 0; j--)
/* do nothing */;
}

/* xmain通過UART串口打印字符串*/
int xmain()
{
uart_init();
while(1) {
delay(10);
printk("Uart串口打印試驗/r/n");
}
return 0;
}

當(dāng)編譯并將生成Norflash，在->所有程序->通訊mini2440，在之后彈出的COM波特率1個停止位，PC串口（筆記本通常沒有串口，可以買一個Uart串口打印試驗”字符串。

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