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串口通信初始化

2019-07-13 19:43发布

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出处：http://www.cnblogs.com/nibuyaoni/p/5732526.html （1）先来说说串口通信的特点。 　　串行通信（UART）的全称是：Universal asynchronous receiver/transmitter（通用异步接收和发送）

1.异步通信
　　异步通信的特点：（1）发送方和接收方是工作在两个不同的时钟频率上的，也就是接收方有自己工作时的时钟频率，发送方也有自己工作时的时钟频率。（2）在发送数据的时候，所发送的字符的时间间隔是可以任意的。因为它是按照字符为单位进行发送的，每一个字符开头都有一个开始位，结束时候有一个结束标志位。因此，接收方就知道什么时候开始接收信息，什么时候接收完信息了。

　　和异步通信不同的有同步通信：（1）通信双方必须工作在同一个时钟频率上。所以发送方在通信前就要发送一个时钟信号给接收方，让接收方调整自己的时钟频率，来让通信双方步伐一致。（2）通信数据必须连续发送，中间不可以有间隔。如果中间没有信息发送，就以空字符来填充。这样，就可以快速地发送多个数据。

2.电平信号
　　电平信号：一根信号线和一根地线，信号线上发送高电平就为1，低电平就为0.

　　　　电平信号比较常用的可以分为TTL电平信号和RS232电平信号。

　　　　TTL（Transistor-Transistor Logic）电平信号：用在UART上和一些单片机上，+5V表示1,0V表示0

　　　　RS232电平：用在电脑上，-15V到-3V表示1，3V到15V表示0.

　　差分信号：有两根信号线，两个信号线上的信号振幅相同，相位相反。抗干扰性强的原因就是：噪声信号在两条信号线上的差值为0.



3.串行接口
　　串行接口：一条数据线加一条地线（或者两条数据线加一条地线：一条接收，一条发送），数据在数据线上是一位（bit）一位（bit）的传输过去的，这就是串行传输。

　　并行接口：8条数据线，数据在每一条数据线也是一位一位传输的，8条数据线和一条地线，一次就可以传8位（一个字节）。

4.全双工通信
　　全双工通信：可以同时接收和发送数据。

　　半双工通信：可以接收或者发送数据，但是同一时间内，只能接收或者只能发送。

　　单工通信：只能接收或者只能发送数据。

（2）串行通信细节部分
1.波特率
　　波特率就是每一秒传输的bit位的个数，例如115200波特率，就是一秒钟传输115200个bit位，折合就是15KB每秒左右。通信的之前要设定好波特率，其实就是时钟频率，例如115200波特率就是115200Hz。

2.起始位，数据位，奇偶校验位和停止位
　　我们的一个通信单元就是：起始位+数据位+奇偶校验位+停止位

　　起始位：告诉对方开始通信。数据位：要传输的数据（有5-8位可选）。奇偶校验位：查看数据是否出错。停止位（有1,1.5,2个停止位可选）：告诉对方一个通信单元结束。


（3）S5PV210的串口支持的功能简介　


　　我们可以看到S5PV210中有四个UART接口：ch0，ch1，ch2，ch3.四个接口都支持红外线接收和DMA或者中断控制。

　　还有：ch0有256个字节的FIFO（First In First Out，先入先出，缓存区），Ch1有64个字节，ch2和ch3有16个字节。

　　还支持自动流控功能，和握手发送或者接收功能。

（4）S5PV210的串口的工作流程简介


　　首先，我们的串口是工作在外围设备总线上的。

　　发送数据：在FIFO模式下，把我们的要发送出去的数据放在发送缓存寄存器（Transmit Buffer Register）上，发送缓存寄存器就会自动（硬件自动，不需要我们插手了）把一个字节的数据复制到发送移位器（Transmit Shifter）上，开始发送的时候，发送移位器就会自动（硬件自动）地把一位（bit）一位数据放到发送数据线上（TXDn），当发送完之后，发送缓存寄存器再给一字节数据发送移位器，直到发送缓存寄存器内的数据发送完了，这时候我们只需要向发送缓存寄存器放数据，它就又开始自动工作了。

　　接收数据：在FIFO模式下，开始接收的时候，接收移位器（Receive Shifter）就会自动（硬件自动）地从接收数据线上（RXDn）一位（bit）一位数据地接收，当接收移位器接满了一个字节的时候，接收缓存寄存器（Receive Buffer Register）就会自动复制这一字节数据到接收缓存寄存器上，然后接收移位器继续接收数据，直到装满了整个接收缓存寄存器，这时候我们只需要取走接收缓存寄存器内的数据，它就又开始自动工作了。

总结：　　要发送数据，就向发送缓存寄存器（Transmit Buffer Register）上丢数据就可以了。

　　　　 要接收数据，就读取接收缓存寄存器（Receive Buffer Register）就可以了。

FIFO模式和NON-FIFO模式的区别：FIFO模式：整个缓存寄存器都可以使用。Non-FIFO模式：只可以使用缓存寄存器的一个字节，这时候CPU必须时刻看着缓存寄存器才不会遗漏数据。

（5）S5PV210的串口中断模式，DMA模式和红外线模式简介
1.串口的中断模式，也就是什么情况下会触发中断


FIFO模式下：

　　接收数据：（1）Rx FIFO内的数据多于你设置的那个水平的时候（可以不是满的，也就是设置是快满的时候）（2）超时（超过发三个字符的时间就算超时，不过你也可以自己设置超时的时间）

　　发送数据：（1）Tx FIFO内的数据少于你设置的那个水平的时候（可以不是全空的时候，也就是可以设置是快空的时候）

　　错误中断：有四种

Non-FIFO模式下：

　　接收数据：满的时候；发送数据：空的时候；（因为它只有一个字节）

2.DMA模式
　　DMA（直接内存存储）其实就是一大块内存，和FIFO的功能一样，不过比FIFO的内存空间大很多。你把数据放在DMA上，它就可以代替CPU，当FIFO空的时候，就向FIFO放数据。

3.红外线模式
　　开启红外线模式，我们只需要向串口写数据，这些数据就会以红外线的方式传输信息给对方。

（5）S5PV210的串口的时钟简介


　　时钟来源是PCLK_PSYS：66.7MHz，也可以在clock controller那里设置为SCLK_UART。然后经过UBDIV和UDIVSLOT分频，得到最终的UCLK时钟。



计算方式：这里我们设置波特率是115200

　　DIV_VAL = (66.7MHz/(115200x16))-1=36.08-1=35.19

然后，UBRDIVn = 35.　　x/16 = 0.19 -> x = 3.04　　然后查询下表，可知：UDIVSLOTn = 0x0888；



（6）查看原理图，看串口接在哪个GPIO处


　　上图可知：我们的串口接在了GPA0_0和GPA0_1处（我们的代码只是设置了UART0）

（7）设置GPIO为UART模式。


　　只要往GPA0CON[0]和GPA0CON[1]写0x2就可以了，选择0010

（8）关于串口的关键寄存器的设置：ULCON0,UCON0,UMCON0,UFCON0,UTRSTAT0,UTXH0,URXH0七个寄存器
1.ULCON0：设置数据位长度，停止位，奇偶校验位，正常模式/红外线模式。我们设置的值是0x3


2.UCON0：选择DMA模式，中断模式/轮询模式，红外线模式；选择时钟源。我们设置的值是0x5，选择中断或者轮询模式。


3.UFCON：选择FIFO模式的，我们设置的值是0，不使用FIFO模式。
4.UMCON：选择中断模式，自动流控，FIFO中断水平这些的，我们设置为0，不使用中断，使用轮询方式。
5.UTRSTAT0：通过查看这个寄存器，我们可以知道接收是否接收完和发送是否发送完的，如果第一位是1表示已经接收完，第二位是1表示已经发送完。
6.UTXH0：发送缓存寄存器，要发送什么数据，就往这个寄存器写值就可以了。
7.URXH0：接收缓存寄存器，读取这个寄存器，就可以接收到别人通过串口发过来的信息了
 （9）发上完整的代码 #define GPA0CON 0xE0200000 #define ULCON0 0xE2900000 #define UCON0 0xE2900004 #define UFCON0 0xE2900008 #define UMCON0 0xE290000C #define UBRDIV0 0xE2900028 #define UDIVSLOT0 0xE290002C #define UTRSTAT0 0xE2900010 #define UTXH0 0xE2900020 #define URXH0 0xE2900024 #define rGPAOCON (*(volatile unsigned int *)GPA0CON) #define rULCON0 (*(volatile unsigned int *)ULCON0) #define rUCON0 (*(volatile unsigned int *)UCON0) #define rUFCON0 (*(volatile unsigned int *)UFCON0) #define rUMCON0 (*(volatile unsigned int *)UMCON0) #define rUBRDIV0 (*(volatile unsigned int *)UBRDIV0) #define rUDIVSLOT0 (*(volatile unsigned int *)UDIVSLOT0) #define rUTRSTAT0 (*(volatile unsigned int *)UTRSTAT0) #define rUTXH0 (*(volatile unsigned int *)UTXH0) #define rURXH0 (*(volatile unsigned int *)URXH0) void uart_init(void) { //第一步：首先就是设置GPA0，设置这里是为了打开端口，只有打开端口，信息才会发送出去嘛 //写上左移还是比较好的，虽然这次只是第一位开始：0~7 //位操作就是先把那几位清零，然后赋值就ok了 rGPAOCON &= (~(0xff<<0)); //这里少了一个分号，导致了30行出了错误 rGPAOCON |= 0x00000022; //这里不可以写成这样:0b00100010bit[3:0] = 0b0010 bit[7:4] = 0b0010 //第二步：设置关键的寄存器,这些都是在数据手册中看的，在笔记中有。 //这里是初始化UART控制器 rULCON0 = 0x3; rUCON0 = 0x5; rUFCON0 = 0; rUMCON0 = 0; //第三步：设置波特率，计算波特率 //这里的那个频率可以取66.7MHz，也是可以取66MHz //DIV_VAL = (PCLK / (bps x 16)) ?1 //DIV_VAL = (66000000 / (115200 x 16)) - 1 算出来是34，余数是0.80729 //rUBRDIV0 = 34; //(num of 1's in UDIVSLOTn)/16 = 0.7 0.8 可以算出是12.8 //rUDIVSLOT0 = 0xdfdd; //当是66700000时候，算出来就是35.1870 0.2算出来是3，之后在下面查表，就看到相应的值了 //这样就初始化串口了 rUBRDIV0 = 34; rUDIVSLOT0 = 0xdfdd; } //发送一个字节 void uart_putc(char c) { //发送字符的时候，要注意CPU比发送缓存区的速度要快很多的，所以我们要看发送缓存区是否已经发送完数据了 //之后再给数据它 //我们这里0就是非空，1就是空了，所以要等1的时候才跳出循环，而要跳出循环需要是0的时候才可以，所以 //加上了！ while(!(rUTRSTAT0 & (1<<1))); //！是逻辑运算符，如果是真（非0）就变为假（0） rUTXH0 = c; } //接收一个字节 char uart_getc(void) { //只是接收一个字节 while(!(rUTRSTAT0 & (1<<0))); return (rURXH0 & 0xff); //接收寄存器中只有八位是有效的，其他的都是无效的，所以在这里位与清零 }

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