ARM 系列 -- FS2410 開(kāi)發(fā)板上的串口通信編程

一、目的
串口通信我們并不陌生，我們經(jīng)常用串口來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可并不清楚它是如何工作的。那這一節(jié)我們就來(lái)揭開(kāi) ARM S3c2410 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 串口通信的神秘面紗。

二、代碼
我們先來(lái)分析文件 crt0.s

@ 文件 crt0.s
@ 作用:設(shè)置堆棧指針
.text
.global _start
_start:
ldr sp, =1024*4
bl main
halt_loop:
b halt_loop

你可能會(huì)有疑問(wèn)，這個(gè)匯編文件有什么用？呵呵，這是因?yàn)槲覀兊拇谕ㄐ糯a要用 C編寫(xiě)(用匯編可讀性太差了)?？蛇@又和這個(gè) crt0.s 有什么關(guān)系呢？這得從 C 語(yǔ)言程序的編譯說(shuō)起。C 語(yǔ)言程序執(zhí)行的第一條指令并不在 main 函數(shù)里。當(dāng)生成一個(gè) C 語(yǔ)言程序時(shí)編譯器總是在我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(gè)文件，用來(lái)設(shè)置 C 程序的堆棧等，然后調(diào)用 main 函數(shù)。可惜在我們的裸板上它自帶的 crt0.o 的代碼是不能運(yùn)行的，我們得自己動(dòng)手寫(xiě)，這就是為什么要有 crt0.s 這個(gè)文件。稍后你將看到，這個(gè) crt0.s 被編譯成我們自己的 crt0.o 文件。

/* 頭文件 serl.h
* 作用:定義相關(guān)寄存器、UART 初始化函數(shù)聲明、串口讀寫(xiě)函數(shù)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;
}

我們選用最簡(jiǎn)單的方法，用 UART0 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用到的寄存器有8個(gè)多，初始化用去5
個(gè)，余下的3個(gè)用于接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。初始化設(shè)置的代碼說(shuō)明如下：
1. GPHCON 的 GPH2、GPH3用控制接收數(shù)據(jù)寄存器 RXD0 和發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器 TXD0
手冊(cè)中GPH2、GPH3描述如下:

所以
GPHCON |= 0xa0
GPHUP |= 0x0c (上拉)

2. ULCON0 設(shè)置為 0x03, 含義是正常操作模式、無(wú)校驗(yàn)、停止位1、8個(gè)數(shù)據(jù)位
3. UCON0 設(shè)置為 0x05 表示發(fā)送、接收數(shù)據(jù)都使用查詢方式
4. UFCON0 設(shè)置為 0x00 為不使用 FIFO (每個(gè)UART內(nèi)部都有一個(gè)16字節(jié)的發(fā)送和接收
FIFO)
5. UMCON0 設(shè)置為 0x00 為不使用流控
6. UBRDIV0 設(shè)置為 12 含義為 波特率設(shè)為 57600， 由下面公式算得:
UBRDIVn = (int) (PCLK/bps*16) - 1
其中 PCLK = 12MHz

發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的代碼說(shuō)明如下:
1. UTRSTA0 (UART TX/RX status register 0 )
bit[1]:無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)自動(dòng)設(shè)為1，我們要用串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先讀此位以判斷是否有
數(shù)據(jù)正在發(fā)送。
bit[0]:接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，如果有，此位自動(dòng)設(shè)為1，我們需要讀此位來(lái)判斷是
否接收到了數(shù)據(jù)。
2. UTXH0: 把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入此寄存器
3. URXH0: 讀此寄存器會(huì)得到串口接收到的數(shù)據(jù)

/*
* 測(cè)試代碼 main.c
* 作用:將從串口接收的數(shù)據(jù)發(fā)回串口
*/
#include "serl.h"

int main(void) {
unsigned char ch;
init_uart();
while (1) {
ch = getc();
/* 如果接收到的是回車符就發(fā)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(biāo)文件,并連接目標(biāo)文件
# 最后將連接生成的目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)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

三、編譯、燒寫(xiě)、測(cè)試
Make 一下就會(huì)生成我們要的文件 main, 將其通過(guò) JTAG 燒入 Nand Flash。用超級(jí)終連接到開(kāi)發(fā)板，注意波特率設(shè)為 57600，數(shù)據(jù)位 8，無(wú)奇偶校正，停止位1，無(wú)數(shù)據(jù)流控制?，F(xiàn)在 Reset 一下的開(kāi)發(fā)板，在超級(jí)終上輸入一些字符，看到你自己輸入的字符了嗎？呵呵，再試一試回車，超級(jí)終端上是不是換到了新的一行? 這就是簡(jiǎn)單的串口通信!