ARM 系列 -- FS2410 開發(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)常用串口來進行數(shù)據(jù)傳輸，可并不清楚它是如何工作的。那這一節(jié)我們就來揭開 ARM S3c2410 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 串口通信的神秘面紗。

二、代碼
我們先來分析文件 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

你可能會有疑問，這個匯編文件有什么用？呵呵，這是因為我們的串口通信代碼要用 C編寫(用匯編可讀性太差了)。可這又和這個 crt0.s 有什么關(guān)系呢？這得從 C 語言程序的編譯說起。C 語言程序執(zhí)行的第一條指令并不在 main 函數(shù)里。當(dāng)生成一個 C 語言程序時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文件，用來設(shè)置 C 程序的堆棧等，然后調(diào)用 main 函數(shù)?？上г谖覀兊穆惆迳纤詭У?crt0.o 的代碼是不能運行的，我們得自己動手寫，這就是為什么要有 crt0.s 這個文件。稍后你將看到，這個 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，余下的3個用于接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。初始化設(shè)置的代碼說明如下：
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、無校驗、停止位1、8個數(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UART內(nèi)部都有一個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)的代碼說明如下:
1. UTRSTA0 (UART TX/RX status register 0 )
bit[1]:無數(shù)據(jù)發(fā)送時自動設(shè)為1，我們要用串口發(fā)送數(shù)據(jù)時，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，此位自動設(shè)為1，我們需要讀此位來判斷是
否接收到了數(shù)據(jù)。
2. UTXH0: 把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入此寄存器
3. URXH0: 讀此寄存器會得到串口接收到的數(shù)據(jù)

/*
* 測試代碼 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文件,并連接目標文件
# 最后將連接生成的目標文件轉(zhuǎn)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

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