【NanoPi2试用体验】-8 S5PV4418串口通讯原理及裸机程序测试（二）

（由于帖子较长，无法在一个帖子贴完，故此分成2片发布，给你造成的阅历不便，深感抱歉）

五、裸机串口程序测试

根据上面的分析，我们这次拿uart0，来做测试，这个串口就是友善的攻城狮拿来做debug口的，提供了串口的小附件，正好方便了我们做实验。

Uart0对应的是哪些引脚呢？

继续来看图

由此可知，uart0分别对应s5pv4418的GPIO14和GPIO18，先记住这两个引脚，一会编程时，还要用到。

根据以前的文章，我们还是先建立几个裸机测试程序，把它链接接到2ndboot后面，由2ndboot来加载它，并把控制权交给它来执行。

根据s5pv4418的datasheet，在使用uart进行串口通讯前，我们需要做些准备工作：

众所周知，由于ARM处理器的好多引脚都是复用的，所以我们在使用它内部集成的控制器的时候，需要对这些控制器做初始化。当然usart也不例外。

这些初始化工作，主要就是配置引脚功能、时钟源及时钟源的频率、根据串口通讯频率，对时钟源进行分频，取出串口通讯需要的频率，设计串口通讯的数据帧格式。

下面程序参考了哀其不幸大侠的程序，在此表示感谢，没有前辈们的无私奉献，不知我们要走多少弯路才能打到这里。

主要的过程就是配置相关寄存器，

1.、设置引脚，UART0的RX、TX对应引脚是gpio14,gpio18，分别设置成输入模式、输出模式，且都设置成UART通信功能。

2、 选择时钟脉冲源并使能时钟，由2ndboot初始化过程的打印信息可以知道各个Pll时钟脉冲源的频率分别被初始化为

PLL0: 550000000 PLL1: 1200000000 PLL2: 800000000 PLL3:612000000 ， 这里选择PLL0即频率550MHz，

3、 对PLL0分频和设置UART波特率，采用55分频因数，得到10MHz，我们的UART实验采用115200的波特率，

根据公式：波特率分频因数=UART时钟/(16*波特率)  得到分频因数为5.42534722。

分频因数由整数和分数部分组成（即BRDI和BRDF），从结果可知BRDI=5，BRDF计算公式为m=integer(BRDF*2n+0.5),n=32,

   得到m为27，写入寄存器中时m要减1。

4、设置UART0：奇偶校验禁止，1位停止位，8位数据，使能FIFO、UART0接收和发送功能。

主要的配置就是这些，当然其他的cpu初始化等等都是要做好的，说实话，初始化工作还是比较繁琐的。

本来想自己从头写一个完整的串口通讯程序的，后来偶然看到了x4418团队的串口例程，就打消了这个念头。思量一下，暂时还达不到他们的水平，写出来有误导读者的嫌疑，不如就拿他们的做例子吧！。在这里向x4418的攻城狮致敬，正是因为前辈们的心辛勤劳动，才让我们的学习之路平坦无比。

X4418的例程包括: main.c，main.h，

在主程序main中调用各个部分的初始化函数，进行整个系统的初始化工作

Main.c

#include

extern int tester_serial_stdio(int argc, char * argv[]);

static void do_system_initial(void)

{

    malloc_init();

    s5p4418_clk_init();

    s5p4418_irq_init();

    s5p4418_gpiochip_init();

    s5p4418_pwm_init();

    s5p4418_serial_initial();

    s5p4418_tick_initial();

    s5p4418_tick_delay_initial();

    s5p4418_fb_initial();

    led_initial();

    beep_initial();

    key_initial();

}

int main(int argc, char * argv[])

{

    do_system_initial();

    tester_serial_stdio(argc, argv);

    return 0;

}

我们着重看看串口的初始化过程：

s5p4418_serial_initial();

它位于s5p4418-serial.c中，程序如下：

#include

static void s5p4418_serial_init(int ch)

{

    switch(ch)

    {

    case 0:

        clk_enable("GATE-UART0");

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(14),0x1);

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(18), 0x1);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(14), GPIO_DIRECTION_INPUT);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(18), GPIO_DIRECTION_OUTPUT);

        break;

    case 1:

        clk_enable("GATE-UART1");

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(15), 0x1);

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(19), 0x1);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(15), GPIO_DIRECTION_INPUT);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(19), GPIO_DIRECTION_OUTPUT);

        break;

    case 2:

        clk_enable("GATE-UART2");

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(16), 0x1);

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(20), 0x1);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(16), GPIO_DIRECTION_INPUT);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(20), GPIO_DIRECTION_OUTPUT);

        break;

    case 3:

        clk_enable("GATE-UART3");

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(17), 0x1);

        gpio_set_cfg(S5P4418_GPIOD(21), 0x1);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(17), GPIO_DIRECTION_INPUT);

        gpio_set_direction(S5P4418_GPIOD(21), GPIO_DIRECTION_OUTPUT);

        break;

    default:

        return;

    }

    s5p4418_serial_setup(ch, B115200, DATA_BITS_8, PARITY_NONE, STOP_BITS_1);

}

void s5p4418_serial_initial(void)

{

    s5p4418_serial_init(0);

    s5p4418_serial_init(1);

    s5p4418_serial_init(2);

    s5p4418_serial_init(3);

}

bool_t s5p4418_serial_setup(int ch, enum baud_rate_t baud, enum data_bits_t data, enum parity_bits_t parity, enum stop_bits_t stop)

{

    u32_t base =S5P4418_UART0_BASE;

    u32_t ibaud, divider,fraction;

    u32_t temp, remainder;

    u8_t data_bit_reg,parity_reg, stop_bit_reg;

    u64_t uclk;

    switch(ch)

    {

    case 0:

        base = S5P4418_UART0_BASE;

        break;

    case 1:

        base = S5P4418_UART1_BASE;

        break;

    case 2:

        base = S5P4418_UART2_BASE;

        break;

    case 3:

        base = S5P4418_UART3_BASE;

        break;

    default:

        break;

    }

    switch(baud)

    {

    case B50:

        ibaud = 50;

        break;

    case B75:

        ibaud = 75;

        break;

    case B110:

        ibaud = 110;

        break;

    case B134:

        ibaud = 134;

        break;

    case B200:

        ibaud = 200;

        break;

    case B300:

        ibaud = 300;

        break;

    case B600:

        ibaud = 600;

        break;

    case B1200:

        ibaud = 1200;

        break;

    case B1800:

        ibaud = 1800;

        break;

    case B2400:

        ibaud = 2400;

        break;

    case B4800:

        ibaud = 4800;

        break;

    case B9600:

        ibaud = 9600;

        break;

    case B19200:

        ibaud = 19200;

        break;

    case B38400:

        ibaud = 38400;

        break;

    case B57600:

        ibaud = 57600;

        break;

    case B76800:

        ibaud = 76800;

        break;

    case B115200:

        ibaud = 115200;

        break;

    case B230400:

        ibaud = 230400;

        break;

    case B380400:

        ibaud = 380400;

        break;

    case B460800:

        ibaud = 460800;

        break;

    case B921600:

        ibaud = 921600;

        break;

    default:

        return FALSE;

    }

    switch(data)

    {

    case DATA_BITS_5:

        data_bit_reg = 0x0;

        break;

    case DATA_BITS_6:

        data_bit_reg = 0x1;

        break;

    case DATA_BITS_7:

        data_bit_reg = 0x2;

        break;

    case DATA_BITS_8:

        data_bit_reg = 0x3;

        break;

    default:

        return FALSE;

    }

    switch(parity)

    {

    case PARITY_NONE:

        parity_reg = 0x0;

        break;

    case PARITY_EVEN:

        parity_reg = 0x2;

        break;

    case PARITY_ODD:

        parity_reg = 0x1;

        break;

    default:

        return FALSE;

    }

    switch(stop)

    {

    case STOP_BITS_1:

        stop_bit_reg = 0;       break;

    case STOP_BITS_1_5:

        return -1;

    case STOP_BITS_2:

        stop_bit_reg = 1;       break;

    default:

        return -1;

    }

    switch(ch)

    {

    case 0:

        uclk = clk_get_rate("GATE-UART0");

        break;

    case 1:

        uclk = clk_get_rate("GATE-UART1");

        break;

    case 2:

        uclk = clk_get_rate("GATE-UART2");

        break;

    case 3:

        uclk = clk_get_rate("GATE-UART3");

        break;

    default:

        return FALSE;

    }

    /*

     * IBRD = UART_CLK / (16 * BAUD_RATE)

     * FBRD = ROUND((64 * MOD(UART_CLK, (16 * BAUD_RATE))) / (16 *BAUD_RATE))

     */

    temp = 16 * ibaud;

    divider = (u32_t)(uclk / temp);

    remainder = (u32_t)(uclk % temp);

    temp = (8 * remainder) / ibaud;

    fraction = (temp >> 1) + (temp & 1);

    write32(phys_to_virt(base + UART_IBRD), divider);

    write32(phys_to_virt(base + UART_FBRD), fraction);

    write32(phys_to_virt(base + UART_LCRH), (1 << 4) |(data_bit_reg<<5 | stop_bit_reg<<3 | parity_reg<<1));

    return TRUE;

}

ssize_t s5p4418_serial_read(int ch, u8_t * buf, size_t count)

{

    u32_t base =S5P4418_UART0_BASE;

    ssize_t i;

    switch(ch)

    {

    case 0:

        base = S5P4418_UART0_BASE;

        break;

    case 1:

        base = S5P4418_UART1_BASE;

        break;

    case 2:

        base = S5P4418_UART2_BASE;

        break;

    case 3:

        base = S5P4418_UART3_BASE;

        break;

    default:

        break;

    }

    for(i = 0; i < count; i++)

    {

        if( !(read8(phys_to_virt(base + UART_FR)) & UART_FR_RXFE) )

            buf = read8(phys_to_virt(base + UART_DATA));

        else

            break;

    }

    return i;

}

ssize_t s5p4418_serial_write(int ch, u8_t * buf, size_t count)

{

    u32_t base =S5P4418_UART0_BASE;

    ssize_t i;

    switch(ch)

    {

    case 0:

        base = S5P4418_UART0_BASE;

        break;

    case 1:

        base = S5P4418_UART1_BASE;

        break;

    case 2:

        base = S5P4418_UART2_BASE;

        break;

    case 3:

        base = S5P4418_UART3_BASE;

        break;

    default:

        break;

    }

    for(i = 0; i < count; i++)

    {

        while( (read8(phys_to_virt(base + UART_FR)) & UART_FR_TXFF) );

        write8(phys_to_virt(base + UART_DATA), buf);

    }

    return i;

}

ssize_t s5p4418_serial_write_string(int ch, const char * buf)

{

    return s5p4418_serial_write(ch,(u8_t *)buf, strlen(buf));

}

X4418把5个串口都做了初始化，我们用的是第一个uart0，注意看跟uart0有关的红颜色标记的部分。

从串口寄存器配置，到串口波特率配置一应俱全。

在此给x4418的前辈点个赞，程序写的规规矩矩，很值得后来者学习。具体程序不一一解读了，自己看程序吧！

限于本文篇幅，又需要此测试程序的，请私信给我。

在pc端连接好交叉串口线，通讯参数：115200，8N1,无 。

下面是程序运行结果的串口显示信息：

至此，串口通讯篇就介绍完了。

咱们下篇再回了。

赞，这个试用贴很是全面，楼主辛苦啦，先收藏起来，学习学习

希望楼主后面继续多发一下这样的贴子，我现在也正申请这一款哦

缺你无恙 发表于 2016-3-2 15:06
希望楼主后面继续多发一下这样的贴子，我现在也正申请这一款哦

好的，有时间就会写。