uart

 http://www.360doc.com/content/11/1022/09/7906690_158136472.shtml

Uart工作原理：

数据通信方式为：并行通信与串行通信两种:

§并行通信:利用多条数据线将数据的各位同时传送。

它的特点是：传输速度快，是用于短距离通信；

§串行通信：利用一条数据线将数据一位位地顺序传送。

特点是通信线路简单，利用简单的线缆就实现通信，低成本，是用于远距离通信。

 

异步通信：

ª异步通信：以一个字符为传输单位，通过两个字符间的时间间隔是不固定的，然而同一字符中的两个相邻位之间的时间间隔是固定的。

ª通信协议：是指通信双方约定的一些规则。在异步通讯时，对数据格式有如下约定：规定有空闲位、起始位、资料位、奇偶校验位、停止位。

 

一．设置波特率：（UBRDIV）

在s3c2440中，通过UBRDIV(p352)寄存器可以设定UART的波特率。Uart0、Uart1、Uart2分别对应UBRDIV0，UBRDIV1、UBRDIV2

      到底UBRDIV寄存器中的值与波特率有何关系？

      UBRDIV=(int)（UART clock / (buad  rate *16)）-1

（UART clock：PCLK or FCLK/ n or UEXTCLK）

如波特率为115200bps，UART时钟为40MHZ            UBRDIV =(int) (40MHZ /(115200*16))-1

 

二．设置数据传输格式（ULCON）

在s3c2440中，通过ULCON(page341)，可以设置传输格式（有多少个数据位、是否使用校验位、是奇校验还是偶校验，有多少个停止位、是否使用流量控制）

Uart0、Uart1、Uart2分别对应ULCON0、ULCON1、ULCON2.

 

三．设置通道工作模式（UCON）

在s3c2440中，通过UCON(page342)，可以设置UART通道的工作模式，（中断模式、查询模式、或DMA模式）

Uart0、Uart1、Uart2分别对应UCON0、UCON1、UCON2.

这三步都属于初始化：初始化完成之后à发送或/接收数据

 

发送数据：

将要发送的数据写UTXHn, UART会将保存到缓冲区中，并自动发出去。

UTXH0、UTXH1、UTXH2

 

接收数据：

当UART收到数据时（UTRSTATn寄存器bit[0]被置1），CPU读取URXHn寄存器，即可获得数据。

URXH0、URXH1、URXH2寄存器中读取数据

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。
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。

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
（UART 时钟：PCLK，FCLK/n 或UEXTCLK）
当然，UBRDIVn 应该是从1 至（216-1），只有在使用小于PCLK 的UEXTCLK 时设置为0（旁路模式）。
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

UART行控制寄存器：

该寄存器的位6决定是否使用红外模式，位5、位4和位3决定校验方式，位2决定停止位长度，位1和位0决定每帧的数据位数。具体如下：

ULCONn[7]     保留；

ULCONn[6]     红外线模式，0：正常模式；1：红外线模式；

ULCONn[5：3]  校验模式，0xx：无校验；100：奇校验；101：偶校验；

ULCONn[2]     停止位，0：一个停止位；1：二个停止位；

ULCONn[1：0]  数据位，00：5位；01：6位；10：7位；11：8位。

UART控制寄存器UCONn

该寄存器决定UART的各种模式。

UCONn[10]    1：ULK做波特率发生器；0：PLK做波特率发生器。

UCONn[9]     1：Tx中断电平触发；0：Tx中断脉冲触发。

CONn[8]     1：Rx中断电平触发；0：Rx中断脉冲触发。

UCONn[7]     1：接收超时中断允许；0：接收超时中断禁止。

UCONn[6}     1：产生接收错误中断；0：不产生接收错误中断。

UCONn[5]     l：发送直接传给接收方式(loopback)；0：正常模式。

UCONn[4]     1：发送间断信号；0：正常模式发送。

UCONn[3:2]    发送模式选择：

             00：禁止发送；

             01：中断或查询模式；

             10：DMA0请求(UART0 ) ， DMA3请求(UART2)；

             11：DMAl请求(UART1)。

UCONn[1：0]  接收模式选择。

             00：禁止接收；

             01：中断或查询模式；

             10 ： DMA0请求UART0，DMA2请求UART2；

             11：DMAl请求UART1。

UART FIFO控制寄存器UFCONn

UFCONn[7:6]

     00：Tx FIFO寄存器中有0字节就触发中断；

     01：Tx FIFO寄存器中有4字节就触发中断；

     10：Tx FIFO寄存器中有8字节就触发中断；

     11：Tx FIFO寄存器中有12字节就触发中断。

UFCONn[5:4]

     00：Rx FIFO寄存器中有4字节就触发中断；

     01：Rx FIFO寄存器中有8字节就触发中断；

     10：Rx FIFO寄存器中有12字节就触发中断；

     11：Rx FIFO寄存器中有16字节就触发中断。

UFCONn[3]  保留。

UFCONn[2]  1： FIFO复位清零Tx FIFO；0 ： FIFO复位不清零TxFIFO。

UFCONn[1]  1:  FIFO复位清零Rx FIFO；0：F1FO复位不清零RxFIFO。

UFCONn[0]  1：允许FIFO功能；0：禁止FIFO功能。

UART MODEM控制寄存器UMCONn

UMCONn[7：5]  保留，必须全为0。

UMCONn[4]    1：允许使用AFC模式；0：禁止使用AFC模式。

UMCONn[3]    保留，必须全为0。

UMCONn[0]    1：激活rRTS；0：不激活rRTS。

发送寄存器UTXH和接收寄存器URXH

这两个寄存器存放发送和接收的数据，当然只有1字节(8位数据)。需要注意的是，在发生溢出错误时，接收的数据必须被读出来，否则会引发下次溢出错误。

发送和接收状态寄存器UTRSTATn

UTRSTATn发送和接收状态寄存器包括 UTRSTAT0, UTRSTAT1 and UTRSTAT2

UTRSTATn 寄存器各位定义：

UTRSTATn [2]

1=发送器空

UTRSTATn [1] 发送缓冲器空标志

0 =不空；

1 = 空。

UTRSTATn [0] 接收缓冲器有接收数据标志

0 =空；

1 = 接收缓冲器有数据。 

void Main(void)
{    
    int i;
    int Scom=0;
    Set_Clk();         //uart涉及到外设总线 bus频率
                       //收发寄存器IO初始化
    rGPHCON = 0xa0;  //TXD[0]输出   RXD[0]接收
    rGPHUP  = 0x7ff; //禁止上拉电阻
    
    beep_init();
    Uart_Init(0,115200);
    Uart_Select(Scom);
    for(i=0;i<10;i++)
    Uart_Printf("
 hello 
");
}

void Uart_Init(int pclk,int baud)
{
    int i;
    if(pclk == 0)
    pclk    = PCLK;
    rUFCON0 = 0x0;   //不使用FIFO 
    rUMCON0 = 0x0;   //不连接外部调制解调器
     
    rULCON0 = 0x3;   //行控制 正常 无校验 一个停止位 8位数据
      [10]    [9]      [8]       [7]       [6]        [5]      [4]        [3:2]   [1:0]
    时钟频率, 发送触发, 接收触发, 接收超时中断,接收错误中断, 回环模式, 发出断点信号,  发送模式, 接收模式
        0      1       0    ,     0         1          0        0     ,    01       01
      PCLK   电平     脉冲        禁止       产生        正常      正常      中断或查询 中断或查询
    rUCON0  = 0x245;   //控制寄存器
   
    rUBRDIV0=( (int)(pclk/16./baud+0.5) -1 );  //波特率
     //  写成16./baud的话就变成浮点型和整形做运算，结果是浮点型，小数部分被保留。
     //+0.5以后，原变量小数部分>=0.5的时候进位，达到四舍五入的效果
    for(i=0;i<100;i++);   //这个是为了使设定稳定下来

} 

void Uart_Printf(char *fmt,...)  //...表示可变参数，不限定个数和类型
{                                //（多个可变参数组成一个列表，后面有专门的指针指向他）
    va_list ap;         //初始化指向可变参数列表的指针  宏定义在stdarg.h中
    char string[256];

    va_start(ap,fmt);   //将第一个可变参数的地址付给ap，即ap指向可变参数列表的开始
    
    vsprintf(string,fmt,ap);//将参数fmt、ap指向的可变参数一起转换成格式化字符串，
                            //放string数组中，其作用同 sprintf（），只是参数类型不同
    Uart_SendString(string); //把格式化字符串从开发板串口送出去
   
    va_end(ap);  //ap付值为0，没什么实际用处，主要是为程序健壮性
}  
（1）格式化字符串 printf(“%d ”,x);
printf把printf(“%d ”,x)翻译成电脑认识的字符
（2）vsprintf(char *string, char *format, va_list param);类似printf
从第二个参数开始与printf是一样的，只是sprintf是输出到指定数组中，printf是输出到屏幕
（一个标准输出文件），因而sprintf多了char *string这参数。
（3）[转]va_start va_arg va_end 的使用和原理
stdarg.h中查到如下宏定义：
typedef int *va_list[1];//va_list 变量类型定义
#define va_start(ap, parmN) (void)(*(ap) = __va_start(parmN))
#define va_arg(ap, type) __va_arg(*(ap), type)//取可变参数的内容
#define va_end(ap) ((void)(*(ap) = 0))
◎用法:
func( Type para1, Type para2, Type para3, ... )
{
/****** Step 1 ******/
va_list ap;
va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那个参数
/****** Step 2 ******/
//此时ap指向第一个可变参数
//调用va_arg取得里面的值
Type xx = va_arg( ap, Type );
//Type一定要相同，如:
//char *p = va_arg( ap, char *);
//int i = va_arg( ap, int );
//如果有多个参数继续调用va_arg，ap会自动变化（一般是自增）
/****** Step 3 ******/
va_end(ap); //For robust!

} 

void Uart_SendString(char *pt)
{
    while(*pt)
        Uart_SendByte(*pt++); 从第一个字符开始依次发送
}
void Uart_SendByte(int data)
{
    if(whichUart==0)
    {
        if(data==' ')
        {
            while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
           // Delay(1);                 //because the slow response of hyper_terminal 
            WrUTXH0(' ');//换行
        }
        while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));   //等待，直到发送状态寄存器显示为空
        //Delay(1);
        WrUTXH0(data); //把数据写入发送寄存器
    }

}