學習 ARM 系列 -- FS2410 開發板上的串口通訊編程

學習 ARM 系列 -- FS2410 開發板上的串口通訊編程

1、目的
   串口通訊咱們並不陌生，咱們常常用串口來進行數據傳輸，可並不清楚它是如何工做
的。那這一節咱們就來揭開 ARM S3c2410 UART(Universal Asynchronous Receiver and
Transmitter) 串口通訊的神祕面紗。

2、代碼
   咱們先來分析文件 crt0.s
  
   @ 文件 crt0.s
   @ 做用:設置堆棧指針
   .text
   .global _start
   _start:
    ldr sp, =1024*4
    bl main
   halt_loop:
    b halt_loop
  
   你可能會有疑問，這個彙編文件有什麼用？呵呵，這是由於咱們的串口通訊代碼要用 C
編寫(用匯編可讀性太差了)。可這又和這個 crt0.s 有什麼關係呢？這得從 C 語言程序的
編譯提及。C 語言程序執行的第一條指令並不在 main 函數裏。當生成一個 C 語言程序時
編譯器老是在咱們的代碼前加一段固定的代碼--crt0.o，它是編譯器自帶的一個文件，用來
設置 C 程序的堆棧等，而後調用 main 函數。惋惜在咱們的裸板上它自帶的 crt0.o 的代
碼是不能運行的，咱們得本身動手寫，這就是爲何要有 crt0.s 這個文件。稍後你將看到，
這個 crt0.s 被編譯成咱們本身的 crt0.o 文件。

   /* 頭文件 serl.h
    * 做用:定義相關寄存器、UART 初始化函數聲明、串口讀寫函數的聲明
    */
   #ifndef __SERL_H__
   #define __SERL_H__
  
   #define GPHCON  (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
  
   /* PORT PULL-UP REGISTER*/
   #define GPHUP   (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
  
   /* UART FIFO control register 0*/
   #define UFCON0  (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
  
   /* UART line control register 0*/
   #define ULCON0  (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
  
   /* UART control register 0*/
   #define UCON0   (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
  
   /* UART modem control register 0*/
   #define UMCON0  (*(volatile unsigned long *)0x5000000C)
  
   /* UART baud rate divisor register 0*/
   #define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
  
   /* UART TX/RX status register 0*/
   #define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
  
   /* UART transmit buffer register 0*/
   #define UTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
  
   /* UART receive buffer register 0*/
   #define URXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
  
  
   #define TXD0_READY 0x2
   #define RXD0_READY 0x1
  
   void init_uart();
   void putc(unsigned char ch);
   unsigned char getc();
  
   #endif

   /* 文件 serl.c*/
   #include "serl.h"
  
   void init_uart() {
     GPHCON |= 0xa0; /* GPH2, GPH3 used as RXD0, TXD0*/
     GPHUP = 0x0c;   /* GPH2, GPH3 poll-up */
  
     ULCON0 = 0x03;  /* normal mode, no parity, one stop bit, 8-bit*/
     UCON0 = 0x05;   /* Loopback mode*/
     UFCON0 = 0x00;  /* not use FIFO*/
     UMCON0 = 0x00;  /* disable flow control*/
     UBRDIV0 = 12;   /* baud rate 57600*/
   }
  
   void putc(unsigned char ch) {
     while (!(UTRSTAT0 & TXD0_READY));
     UTXH0 = ch;
   }
  
   unsigned char getc(){
     while (! (UTRSTAT0 & RXD0_READY));
     return URXH0;
   }
  

咱們選用最簡單的方法，用 UART0 進行實驗，用到的寄存器有8個多，初始化用去5
個，餘下的3個用於接收、發送數據。初始化設置的代碼說明以下：
   1. GPHCON 的 GPH二、GPH3用控制接收數據寄存器 RXD0 和發送數據寄存器 TXD0
      手冊中GPH二、GPH3描述以下:

GPHCON	Bit	Description
GPH3	[7:6]	00 = Input	01 = Output
		10 = RXD0	11 = reserved
GPH2	[5:4]	00 = Input	01 = Output
		10 = TXD0	11 = Reserved

                                                                                                              
      因此
        GPHCON |= 0xa0
        GPHUP  |= 0x0c (上拉)

   2. ULCON0 設置爲 0x03, 含義是正常操做模式、無校驗、中止位一、8個數據位
   3. UCON0 設置爲 0x05 表示發送、接收數據都使用查詢方式
   4. UFCON0 設置爲 0x00 爲不使用 FIFO (每一個UART內部都有一個16字節的發送和接收
      FIFO)
   5. UMCON0 設置爲 0x00 爲不使用流控
   6. UBRDIV0 設置爲 12 含義爲 波特率設爲 57600， 由下面公式算得:
        UBRDIVn = (int) (PCLK/bps*16) - 1
      其中 PCLK = 12MHz

發送/接收數據的代碼說明以下:
   1. UTRSTA0 (UART TX/RX status register 0 )
      bit[1]:無數據發送時自動設爲1，咱們要用串口發送數據時，先讀此位以判斷是否有
      數據正在發送。
      bit[0]:接收緩衝區是否有數據，若是有，此位自動設爲1，咱們須要讀此位來判斷是
      否接收到了數據。
   2. UTXH0: 把要發送的數據寫入此寄存器
   3. URXH0: 讀此寄存器會獲得串口接收到的數據

  
   /*
    * 測試代碼 main.c
    * 做用:將從串口接收的數據發回串口
    */
   #include "serl.h"
  
   int main(void) {
     unsigned char ch;
     init_uart();
     while (1) {
       ch = getc();
       /* 若是接收到的是回車符就發送回車和換行符*/
       if (ch == 0x0d) {
         putc(0x0d);
         putc(0x0a);
       }
       else {
         putc(ch);
       }
     }
   }
    

   # 文件 Makefile
   # 由代碼文件生成目標文件,並鏈接目標文件
   # 最後將鏈接生成的目標文件轉換成二進制格式
   main:crt0.s serl.c main.c
        arm-linux-gcc -c -o crt0.o crt0.s
        arm-linux-gcc -c -o serl.o serl.c
        arm-linux-gcc -c -o main.o main.c
        arm-linux-ld  -Ttext 0x00000000 crt0.o serl.o main.o -o main_tmp.o
        arm-linux-objcopy -O binary -S main_tmp.o main
   clean:
        rm -f *.o
        rm -f main

3、編譯、燒寫、測試    Make 一下就會生成咱們要的文件 main, 將其經過 JTAG 燒入 Nand Flash。用超級終 鏈接到開發板，注意波特率設爲 57600，數據位 8，無奇偶校訂，中止位1，無數據流控制。現 在 Reset 一下的開發板，在超級終上輸入一些字符，看到你本身輸入的字符了嗎？呵呵，再試 一試回車，超級終端上是否是換到了新的一行? 這就是簡單的串口通訊!