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[经验] JZ2440 UART裸机编程

2018-5-15 09:45:13  1799
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本帖最后由 weidongshan 于 2018-5-15 09:46 编辑

ARM裸机1期加强版视频课程配套WiKi第11课_串口(UART)的使用,

共2节:第001节_辅线1_硬件知识_UART硬件介绍和第002节_S3C2440_UART编程,讲的是JZ2440 UART裸机编程。


文字不能完全替代视频,所以如果你看了这些文章感觉不错却不太懂,建议购买视频进一步学习。

视频购买地址:http://t.elecfans.com/topic/20.html?elecfans_trackid=xybanner


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 ReceiverandTransmitter,即异步发送和接收。串口在嵌入式中用途非常广泛:

·         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。

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:一般波特率都会有9600,19200,115200等选项。意思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?

1.   双方约定好波特率(每一位占据的时间)

2.   规定传输协议

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:


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:


在-12V至-3V之间,认为是逻辑1,在+3V至+12V之间为逻辑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,使用其它串口外接模块。


ARM芯片上的串口都是TTL电平,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,实现两者的数据传输:


现在的电脑越来越少有RS232串口接口,几乎都有USB口。因此使用USB串口芯片将ARM芯片上的TTL电平转换成USB串口电平,即可让开发板通过USB与电脑数据传输。



上面的两种方式,对ARM芯片的编程操作是一样的。


ARM芯片是如何发送/接收数据?

如图所示JZ2440 串口结构图:

从上图可知,要发送数据时,CPU控制内存要发送的数据通过FIFO传给UART,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

在文件uart.c里需要编写这几个函数:

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()的功能如下:

·        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

UCON0 = 0x00000005; //将uart时钟设置为PCLK, 中断/查询模式:


uart clock=50M,波特率假设是115200,

根据公式

UBRDIVn = (int)(UARTclock / ( buad rate x 16) ) –1

得到

UBRDIVn = (int)(50000000/ ( 115200 x 16) ) –1 = 26

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。

int putchar(int c)

{

      while (!(UTRSTAT0 & (1<<2)));

      UTXH0 = (unsigned char)c;

}

int getchar(void)

{

      while (!(UTRSTAT0 & (1<<0)));

      return URXH0;

}


循环输出字符,就可以实现字符串的输出:

int puts(constchar*s)

{

      while (*s)

      {

            putchar(*s);

            s++;

      }

}



在main.c主函数里,先调用初始化函数uart0_init(),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`表示回车,则输出`\r`换行。

main.c代码如下:


#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);

      }

      return0;

}

// PS: 由于篇幅限制,这里未给出全部代码,要做实验的话请去百度网盘下载相关代码:https://eyun.baidu.com/s/3b1UtLc



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lee_st 2018-6-10 09:03:24
韦老师的都是经典
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lee_st 2018-6-10 09:03:33
学习一下
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龙怨天丶 2018-7-6 11:07:53
STM32嵌入式系统开发实战指南
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大罗艾 2018-7-18 15:34:48
有需要USART HMI 组态屏或者需要相关资料及软件的可以联系我哈,罗小姐 电话15773204753  微信同号,qq:1326632001
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