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第011课 串口(UART)的使用
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= 第001节_辅线1_硬件知识_UART硬件介绍= 1. 串口的硬件介绍 UART的全称是Universal Asynchronous Receiver and Transmitter,即异步发送和接收。 串口在嵌入式中用途非常的广泛,主要的用途有:<br> #打印调试信息; #外接各种模块:GPS、蓝牙; 串口因为结构简单、稳定可靠,广受欢迎。 通过三根线即可,发送、接收、地线。<br> [[File:chapter11_lesson1_001.jpg|700px]] 通过TxD->RxD把ARM开发板要发送的信息发送给PC机。 通过RxD->TxD线把PC机要发送的信息发送给ARM开发板。 最下面的地线统一参考地。 2. 串口的参数 * 波特率:一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)。 * 起始位:先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输数据的开始。 * 数据位:可以是5~8位逻辑”0”或”1”。如ASCII码(7位),扩展BCD码(8位)。小端传输。 * 校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据传送的正确性。 * 停止位:它是一个字符数据的结束标志。 怎么发送一字节数据,比如‘A‘? ‘A’的ASCII值是0x41,二进制就是01000001,怎样把这8位数据发送给PC机呢?<br> # 双方约定好波特率(每一位占据的时间); # 规定传输协议<br> [[File:chapter11_lesson1_001.jpg|700px]] a. 原来是高电平,ARM拉低电平,保持1bit时间; b. PC在低电平开始处计时; c. ARM根据数据依次驱动TxD的电平,同时PC依次读取RxD引脚电平,获得数据; 前面图中提及到了逻辑电平,也就是说代表信号1的引脚电平是人为规定的。 如图是TTL/CMOS逻辑电平下,传输‘A’时的波形:<br> [[File:chapter11_lesson1_003.jpg|700px]] 在xV至5V之间,就认为是逻辑1,在0V至yV之间就为逻辑0。 如图是RS-232逻辑电平下,传输‘A’时的波形:<br> [[File:chapter11_lesson1_004.jpg|700px]] 在-12V至-3V之间,就认为是逻辑1,在+3V至+12V之间就为逻辑0。 RS-232的电平比TTL/CMOS高,能传输更远的距离,在工业上用得比较多。 市面上大多数ARM芯片都不止一个串口,一般使用串口0来调试,其它串口来外接模块。 ARM芯片上得串口都是TTL电平的,通过板子上或者外接的电平转换芯片,转成RS232接口,连接到电脑的RS232串口上,实现两者的数据传输。<br> [[File:chapter11_lesson1_005.jpg|700px]] 现在的电脑越来越少有RS232串口的接口,当USB是几乎都有的。因此使用USB串口芯片将ARM芯片上的TTL电平转换成USB串口协议,即可通过USB与电脑数据传输。<br> [[File:chapter11_lesson1_006.jpg|700px]] 上面的两种方式,对ARM芯片的编程操作都是一样的。 '''ARM芯片是如何发送/接收数据?''' 如图所示串口结构图:<br> [[File:chapter11_lesson1_007.png|700px]] 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。 = 第002节_S3C2440_UART编程= 在uart.c这个文件里需要编写这样几个函数: uart0_init()用于初始化串口 putchar()用于发送一个字符 getchar()用于接收一个字符 puts()用于发送一串字符 在uart0_init()需要做如下几件事: * 1. 设置引脚用于串口:根据原理图和参考手册设置GPH2,3用于TxD0, RxD0,并且为了将其保持为高电平,先设置其为上拉; GPHCON &= ~((3<<4) | (3<<6)); GPHCON |= ((2<<4) | (2<<6)); GPHUP &= ~((1<<2) | (1<<3)); /* 使能内部上拉 */ * 2. 设置波特率 将uart设置为PCLK,中断/查询模式: UCON0 = 0x00000005; /* PCLK,中断/查询模式 */ uart clock=50M,波特率假设是115200, 根据公式<code>UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1</code> 得到<code>UBRDIVn = (int)( 50000000 / ( 115200 x 16) ) –1 = 26</code> UBRDIV0 = 26; * 3. 设置数据格式 数据格式设置为常用的8n1:8个数据位, 无较验位, 1个停止位 ULCON0 = 0x00000003; /* 8n1: 8个数据位, 无较验位, 1个停止位 */ 读取UTRSTAT0寄存器,查询其第2位判断发送buff是否为空,即上一次发送是否完成,如果完成即向UTXH0写入要发送的新数据;查询其第0位判断接收buff是否为空,即本次接收是否完成,如果接收完成,读取URXH0的值。 <syntaxhighlight lang="c" > int putchar(int c) { /* UTRSTAT0 */ /* UTXH0 */ while (!(UTRSTAT0 & (1<<2))); UTXH0 = (unsigned char)c; } int getchar(void) { while (!(UTRSTAT0 & (1<<0))); return URXH0; } </syntaxhighlight> 循环输出字符,就可以实现字符串的输出 <syntaxhighlight lang="c" > int getchar(void) { while (!(UTRSTAT0 & (1<<0))); return URXH0; } int puts(const char *s) { while (*s) { putchar(*s); s++; } } </syntaxhighlight> 在主函数里,先调用初始化函数,然后循环获取用于输入的数据,然后回显出来。并且在收到`\r`回车时,输出`\n`换行,有些时候`\n`是回车,那输出`\r`换行。 <syntaxhighlight lang="c" > #include "s3c2440_soc.h" #include "uart.h" int main(void) { unsigned char c; uart0_init(); puts("Hello, world!\n\r"); while(1) { c = getchar(); if (c == '\r') { putchar('\n'); } if (c == '\n') { putchar('\r'); } putchar(c); } return 0; } </syntaxhighlight> ='''《《所有章节目录》》'''= <categorytree mode=all background-color:white;">ARM裸机加强版</categorytree> [[Category:ARM裸机加强版 ]]
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