s3c2440串口
一、简介
通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter），简称“串口”，它可以工作在中断模式或者DMA模式。用系统时钟它可以产生高达
921.6Kbps的波特率。s3c2440共有3个串口，每个串口都2个64位的FIFO用于接收与发送数据。串口之间采用全双工的模式发送数据，最简单的接线方式就是串口1的tx接串口2的rx，串口1的rx接串口2的tx，两个串口在共地即可。2440的串口用的TTL电平（0~3.3V），而我们的计算机采用的是RS232电平（逻辑0:
3~15v 逻辑1：-3~-15v），两者通信需要电平转换。传输过程如下（8位数据位，1位停止位，无校验位）：
LSB MSB
（1）平时处于高电平，空闲状态
（2）数据发送时变成低电平发送一位起始位，之后数据从高到低位依次发送
（3）数据位发送完毕若有需要会发送校验位（本图无校验位），最后发送一位停止位，接着返回步骤一
二、内部工作原理
每个串口有波特率发生器、传输器、接收器和控制单元组成，波特率发生器的时钟可由PCLK、FCLK/n和外部时钟提供，发送数据时数据首先被放到FIFO中，然后数据被复制到移位器中，移位器一位位的发送到tx引脚，接收数据时数据从rx引脚被移位器接收，然后复制到FIFO中。
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三、串口寄存器的使用
（1）
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数据长度：我们选择11，即8位 停止位：我们选0，即每帧1位停止位 校验模式：0xx，无校验 红外模式：0 选择普通模式
（2）串口控制寄存器
接收模式：01 中断请求或轮询模式 传输模式：01 中断请求或轮询模式 发送break信号： 0 不发送，普通模式 回环模式：0 普通模式
接收错误中断：0 不产生 接收超时中断：0 不产生 接收中断类型：我们不使用中断，默认 发送中断类型：不使用，默认
时钟源选择：00或者10 PCLK FCLK 分频：未使用0000
如果使用一些特殊的波特率，可以尝试使用FCLK或者外部时钟
（3）UART FIFO control registers与UART FIFO status registers，这里没有使用FIFO
（4）UART MODEM control registers与UART modem status registers，这里也没有使用
（5）串口接收发送状态寄存器
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接收buffer状态：0 空，即没有数据 1接收到了数据
传输buffer状态： 0 数据正在传输 1空，数据传输完毕
传输空： 0 传输数据buffer或移位数据buffer不为空 1传输数据buffer和移位数据buffer都为空
（6）UART error status registers
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0~4位表示溢出错误、校验错误、帧错误、break信号检测，读取后相应的位自动清零
如果接收数据使用了FIFO，则会有一个“错误FIFO”表明接收到的错误，cpu只有在读出这个错误数据时才会发现错误。要想清除“错误FIFO”，则必须读出错误数据，，并读出UART error status registers相应的位。
（7）
将数据写到寄存器，启动数据传输。注意数据的大小端分别对应不同地址
（8）
当接收到数据时，读这个寄存器会得到数据，也要注意数据的大小端分别对应不同地址
（9）
波特率计算：UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1
当使用外部时钟时UBRDIVn被设置为0.
例如：UBRDIVn=（int）（50000000/(115200x16)）-1=26
四、实验代码
目的：输入一个字符把这个字符的值加一输出，采用轮询方式
head.S
.text
.global _start
_start:
mov sp, #4096
bl disable_watch_dog
bl clock_init
bl set_up_mem_ctl
bl copy_steppingstone_to_sdram
ldr sp, =0x34000000
ldr pc, =on_sdram
on_sdram:
bl init_uart0
bl main
halt_loop:
b halt_loop
init.c
#include "s3c2440.h"
void disable_watch_dog(void)
{
WTCON = 0X00;
}
void clock_init(void)
{
CLKDIVN = 0x03; //应先设置分频值，在设定MPLLCON
__asm__(
"mrc p15,0,r1,c1,c0,0\n"
"orr r1, r1, #0xc0000000\n"
"mcr p15,0,r1,c1,c0,0\n");
MPLLCON = (0x2a << 12) | (0x01 << 4) | 0x01; //MPLL为200MHz
}
void set_up_mem_ctl(void)
{
volatile unsigned long *p = (volatile unsigned long *)MEM_CTL_BASE;
/* 这个函数之所以这样赋值，而不是像前面的实验(比如mmu实验)那样将配置值
* 写在数组中，是因为要生成”位置无关的代码”，使得这个函数可以在被复制到
* SDRAM之前就可以在steppingstone中运行
*/
/* 存储控制器13个寄存器的值 */
p[0] = 0x22011110; //BWSCON
p[1] = 0x00000700; //BANKCON0
p[2] = 0x00000700; //BANKCON1
p[3] = 0x00000700; //BANKCON2
p[4] = 0x00000700; //BANKCON3
p[5] = 0x00000700; //BANKCON4
p[6] = 0x00000700; //BANKCON5
p[7] = 0x00018005; //BANKCON6
p[8] = 0x00018005; //BANKCON7
/* REFRESH,
* HCLK=12MHz: 0x008C07A3,
* HCLK=100MHz: 0x008C04F4
*/
p[9] = 0x008C04F4;
p[10] = 0x000000B1; //BANKSIZE
p[11] = 0x00000030; //MRSRB6
p[12] = 0x00000030; //MRSRB7
}
void copy_steppingstone_to_sdram(void)
{
volatile unsigned int *source_addr = (volatile unsigned int *)0x00;
volatile unsigned *dest_addr = (volatile unsigned int *)0x30000000;
unsigned int length = 4096;
while(length--)
*dest_addr++ = *source_addr++;
}
void init_uart0(void)
{
GPHCON |= 0xa0; // GPH2,GPH3用作TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; // GPH2,GPH3内部上拉
ULCON0 = 0x03; //8位数据位，1位停止位，无校验位，普通模式（非红外模式）
UCON0 = 0X05;
UBRDIV0 = 26; //波特率115200bps
}
main.c
#include "s3c2440.h"
#include "uart.h"
int main(void)
{
char c;
while(1){
c = uart0_get_char();
uart0_put_char(c + 1);
}
return 0;
}
Makefile
uart.bin: $(objs)
arm-linux-ld -Tuart.lds -o uart_elf $^
arm-linux-objcopy -O binary -S uart_elf [email protected]
arm-linux-objdump -D -m arm uart_elf > uart.dis
%.o:%.c
arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o [email protected] $<
%.o:%.S
arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o [email protected] $<
clean:
rm -f uart.bin uart_elf uart.dis *.o
s3c2440.h
/* WOTCH DOG register */
#define WTCON (*(volatile unsigned long *)0x53000000)
/* SDRAM regisers */
#define MEM_CTL_BASE 0x48000000
#define SDRAM_BASE 0x30000000
/* NAND Flash registers */
#define NFCONF (*(volatile unsigned int *)0x4e000000)
#define NFCMD (*(volatile unsigned char *)0x4e000004)
#define NFADDR (*(volatile unsigned char *)0x4e000008)
#define NFDATA (*(volatile unsigned char *)0x4e00000c)
#define NFSTAT (*(volatile unsigned char *)0x4e000010)
/*GPIO registers*/
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)
#define GPFUP (*(volatile unsigned long *)0x56000058)
#define GPGCON (*(volatile unsigned long *)0x56000060)
#define GPGDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000064)
#define GPGUP (*(volatile unsigned long *)0x56000068)
#define GPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#define GPHDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000074)
#define GPHUP (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
/*UART registers*/
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#define UFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#define UMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
/*interrupt registes*/
#define SRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000000)
#define INTMOD (*(volatile unsigned long *)0x4A000004)
#define INTMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A000008)
#define PRIORITY (*(volatile unsigned long *)0x4A00000c)
#define INTPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000010)
#define INTOFFSET (*(volatile unsigned long *)0x4A000014)
#define SUBSRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000018)
#define INTSUBMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A00001c)
/*external interrupt registers*/
#define EINTMASK (*(volatile unsigned long *)0x560000a4)
#define EINTPEND (*(volatile unsigned long *)0x560000a8)
/*clock registers*/
#define LOCKTIME (*(volatile unsigned long *)0x4c000000)
#define MPLLCON (*(volatile unsigned long *)0x4c000004)
#define UPLLCON (*(volatile unsigned long *)0x4c000008)
#define CLKCON (*(volatile unsigned long *)0x4c00000c)
#define CLKSLOW (*(volatile unsigned long *)0x4c000010)
#define CLKDIVN (*(volatile unsigned long *)0x4c000014)
/*PWM & Timer registers*/
#define TCFG0 (*(volatile unsigned long *)0x51000000)
#define TCFG1 (*(volatile unsigned long *)0x51000004)
#define TCON (*(volatile unsigned long *)0x51000008)
#define TCNTB0 (*(volatile unsigned long *)0x5100000c)
#define TCMPB0 (*(volatile unsigned long *)0x51000010)
#define TCNTO0 (*(volatile unsigned long *)0x51000014)
uart.c
#include "s3c2440.h"
char uart0_get_char(void)
{
char ret_char;
while(!(UTRSTAT0 & 0x01));
ret_char = URXH0;
return ret_char;
}
void uart0_put_char(char c)
{
while(!((UTRSTAT0>>2) & 0x01 ));
UTXH0 = c;
}
uart.h
char uart0_get_char(void);
void uart0_put_char(char c);
uart.lds
SECTIONS {
. = 0x30000000;
.text : { *(.text) }
.rodata ALIGN(4) : {*(.rodata)}
.data ALIGN(4) : { *(.data) }
.bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }
}