一.S3C2440中的UART介紹
UART（universal asynchronous receive transmitter）通用異步收發器，用來收發串行數據，以全雙工的形式進行通信，UART使用的電平標準是TTL/CMOS，一幀數據通常包含開始位、數據位、校驗位、停止位，UART傳輸的雙方要統一波特率。
S3C2440中有三個UART獨立通道，功能類似，下面分塊介紹一下UART比較重要的部分。
UART的用途一般有倆種：
1.作為與上位機的通信接口，打印調試信息
2.作為外設模塊的驅動接口，連接驅動外設，比如：藍牙、GPS等
1.1 電平匹配
ARM串口電平為TTL，要根據PC的匹配電平來選擇電平轉換芯片。
UART直接輸出的電平是TTL電平，以前上位機PC端都有RS-232電平（九針接口），所以以前ARM與上位機連接需要TTL轉RS-232電平的芯片。RS-232適合長距離傳輸。
現在，PC上基本沒有RS-232接口了，取而代之的是USB接口，所以現在ARM與PC的UART通信都使用TTL轉USB芯片了。
1.2 UART數據幀與波特率
一幀數據通常包含開始位、數據位、校驗位、停止位。
開始位：UART空閑時，TxD數據線是高電平的（因此需要給相應引腳上拉引腳），將要發送數據時，TxD數據線會以拉低電平作為起始信號，所以“0”電平就相當于開始位。
數據位：數據位包含了要發送的信息，數據位的大小可以通過配置寄存器來確定，通常是8bit。
校驗位：為了保證數據傳輸的準確性，有時會在數據位后面加上一個校驗位，分為奇、偶校驗，校驗規則：數據位+校驗位中為1的個數是奇數或者偶數。一般不用。
停止位：會給出一段持續的高電平作為停止信號，持續時間可以通過配置寄存器來設置，一般設置停止位的持續時間為1位長度。
最常用的數據幀格式為：8n1（意為：8位數據位，不使用校驗位，停止位長度為一位）
波特率：每秒發送的bit（位）
1.3UART框圖
框圖如下：
UART發送數據的流程：CPU從內存中將數據取到FIFO，FIFO中的數據發送到移位器，由移位器逐位發送數據。
UART接收數據的流程：移位器逐位接收數據，將接收到的數據放在FIFO中，CPU將數據從FIFO中取到內存。
UART中FIFO深度為64Byte，不使用FIFO時，將數據放在接收/保持寄存器中（1Byte）。
數據發送、接收完成，可以利用中斷進行處理，也可以不斷查詢寄存器標志位。
波特率由波特率發生器產生，涉及到時鐘源和分頻因子的選擇
二.UART的配置
這里介紹一下最基本的UART配置，即：使用UART0、滿足收發數據功能、不使用FIFO（使用1Byte的寄存器）、收發狀態可以通過中斷或查詢標志位獲知。
2.1 UART引腳的配置
S3C2440中UART0的引腳對應關系為：TxD：GPH2 RxD：GPH3
首先要將倆個引腳的模式設置為UART模式，寄存器配置如下：
/* 設置引腳 */
//TxD0:GPH2 RxD0:GPH3
GPHCON &= ~((3<<4)|(3<<6));
GPHCON |= ((2<<4)|(2<<6));
由于數據線平時是高電平，所以要設置引腳的內部上拉。
我們要將內部上拉電阻與引腳連接，通過配置寄存器可以控制，上拉電阻與引腳的連接狀態由GPHUP寄存器控制：
我們要使能GPH2、GPH3的內部上拉，將2、3位復位
/* 使能引腳的內部上拉 */
GPHUP &= ~( (1<<2)|(1<<3) );
2.2 波特率的配置
波特率計算如下：
通過設置分頻系數DIV、選擇時鐘源來配置波特率
UCON0寄存器可以選擇時鐘源：
一般默認PCLK為時鐘源，所以不必專門配置時鐘源。
UBRDIV寄存器負責分頻因子設置：
直接將分頻因子寫入寄存器即可：
/* 設置波特率 */
/* 波特率設置格公式：UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1 */
/* 實現波特率：115200 b/s 時鐘源采用PCLK：50MHz 分頻因子：26 (本來26.127，忽略誤差可以) */
/* 默認PCLK:UCON0 &= ~(3<<10)*/
UBRDIV0 = 26;
2.3 數據幀的配置
數據幀的配置主要包括對：校驗位、停止位、數據位的配置
ULCON0寄存器配置：
/* 設置數據格式 */
/* 數據幀格式：8n1 */
ULCON0 = 0x00000003;
2.4 收發模式配置
UCON0寄存器也用來配置RxD、TxD的模式：可以通過中斷和查詢寄存器標志位來獲取收發的狀態
默認選擇時鐘（PLCK=50MHz）、Rx、Tx模式（中斷和查詢）
/* 收發模式：中斷+查詢 */
UCON0 = 0x00000005;
收發狀態的查詢通過UTRSTAT0寄存器來確定：
可以通過如下程序配合寄存器查詢獲取收發的狀態：
/* 輸出數據 */
int putchar( int c )
{
/* 等待傳輸數據寄存器空 */
while( !(UTRSTAT0 & (1<<2)) );
/* 不使用FIFO，對數據傳輸寄存器UTXH0直接寫 */
UTXH0 = (unsigned char)c;
}
/* 接收數據 */
int getchar( void )
{
while( !(UTRSTAT0 & (1<<0)));
/* 接收數據寄存器URXH0 */
return URXH0;
}
2.5 收發數據寄存器
直接對寄存器進行讀寫就可以。
發送數據寄存器：
接收數據寄存器：
三.代碼
話不多說，直接上代碼，程序的框架是：main.c+uart.h+start.S
main.c：
#include "s3c2440_soc.h"
#include "uart.h"
int main(void)
{
unsigned char c;
uart0_init();
puts("Hello, world!nr");
while(1)
{
c = getchar();
if (c == 'r')
{
putchar('n');
}
if (c == 'n')
{
putchar('r');
}
putchar(c);
}
return 0;
}
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uart.c：
#include "s3c2440_soc.h"
#include "uart.h"
void uart0_init( void )
{
/* 設置引腳 */
//TxD0:GPH2 RxD0:GPH3
GPHCON &= ~((3<<4)|(3<<6));
GPHCON |= ((2<<4)|(2<<6));
/* 使能引腳的內部上拉 */
GPHUP &= ~( (1<<2)|(1<<3) );
/* 設置波特率 */
/* 波特率設置格公式：UBRDIVn = (int)( UART clock / ( buad rate x 16) ) –1 */
/* 實現波特率：115200 b/s 時鐘源采用PCLK：50MHz 分頻因子：26 (本來26.127，忽略誤差可以) */
/* 默認PCLK:UCON0 &= ~(3<<10)*/
UBRDIV0 = 26;
/* 設置數據格式 */
/* 數據幀格式：8n1 */
ULCON0 = 0x00000003;
/* 收發模式：中斷+查詢 */
UCON0 = 0x00000005;
}
/* 輸出數據 */
int putchar( int c )
{
/* 等待傳輸數據寄存器空 */
while( !(UTRSTAT0 & (1<<2)) );
/* 不使用FIFO，對數據傳輸寄存器UTXH0直接寫 */
UTXH0 = (unsigned char)c;
}
/* 接收數據 */
int getchar( void )
{
while( !(UTRSTAT0 & (1<<0)));
/* 接收數據寄存器URXH0 */
return URXH0;
}
/* 連續發送字符串 */
int puts( const char *s )
{
while( *s )
{
putchar( *s );
s++;
}
}
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start.S：
.text
.global _start
_start:
/* 關閉看門狗 */
ldr r0, =0x53000000
ldr r1, =0
str r1, [r0]
/* 設置MPLL, FCLK : HCLK : PCLK = 400m : 100m : 50m */
/* LOCKTIME(0x4C000000) = 0xFFFFFFFF */
ldr r0, =0x4C000000
ldr r1, =0xFFFFFFFF
str r1, [r0]
/* CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8 */
ldr r0, =0x4C000014
ldr r1, =0x5
str r1, [r0]
/* 設置CPU工作于異步模式 */
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
orr r0,r0,#0xc0000000 //R1_nF:OR:R1_iA
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
/* 設置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0)
* m = MDIV+8 = 92+8=100
* p = PDIV+2 = 1+2 = 3
* s = SDIV = 1
* FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M
*/
ldr r0, =0x4C000004
ldr r1, =(92<<12)|(1<<4)|(1<<0)
str r1, [r0]
/* 一旦設置PLL, 就會鎖定lock time直到PLL輸出穩定
* 然后CPU工作于新的頻率FCLK
*/
/* 設置內存: sp 棧 */
/* 分辨是nor/nand啟動
* 寫0到0地址, 再讀出來
* 如果得到0, 表示0地址上的內容被修改了, 它對應ram, 這就是nand啟動
* 否則就是nor啟動
*/
mov r1, #0
ldr r0, [r1] /* 讀出原來的值備份 */
str r1, [r1] /* 0->[0] */
ldr r2, [r1] /* r2=[0] */
cmp r1, r2 /* r1==r2? 如果相等表示是NAND啟動 */
ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假設是nor啟動 */
moveq sp, #4096 /* nand啟動 */
streq r0, [r1] /* 恢復原來的值 */
bl main
halt:
b halt
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