TQQ2440第三节：串口

做嵌入式的基本上都清楚，板子基本上跑起来了，第一个肯定要配置的是串口，便于我们后面调试信息的输出，和一些系统参数的输出，让我们有更直观看见程序的运行。

—————————————————————————————————————————————

硬件平台：TQ2440 （S3C2440A）

开发环境：ADS1.2

时      间：2010-12-12

—————————————————————————————————————————————

1：硬件电路：

  

　　　　　　　　　　　　　　　　　　底板电路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　核心板上的连接管脚

由于TQ2440的板子上只引出了一个串口，也就是用的UART0作为COM1，所以我吗只需要配置相关的引脚为串口功能即可。

接着参考2440的说明文档：

所以把GPH相关的GPH0-3都配置为第二功能UART功能。即可以上至完成了管脚的配置，接着对UART的功能进行配置。

A:UART寄存器：

从2440的数据手册上我们可以知道他的寄存器的地址都是连接着的，所以我们直接用结构体来表示，因为他有3个串口，所以，我们这里就可以用3个不同的结构体指针来操作不同的寄存器。代码如下：

#define IO_CON_BASE 0x56000000
#define IO_DAT_BASE 0x56000004

#define UART0_BASE  0x50000000  // UART0 Base Address
#define UART1_BASE  0x50004000  // UART1 Base Address
#define UART2_BASE  0x50008000  // UART2 Base Address

#define REG8(x)  (*((volatile unsigned char  *)(x)))
#define REG16(x) (*((volatile unsigned short *)(x)))
#define REG32(x) (*((volatile unsigned long  *)(x)))

typedef volatile unsigned char  reg8;
typedef volatile unsigned short reg16;
typedef volatile unsigned long  reg32;

/*
GPIO_CFG_SET说明:   group--表示是那组IO（注意没有GPA）
                    index--表示这组中的那个引脚
                    type --表示是配置为输入还是输出等其他功能
*/
#define GPIO_CFG_SET(group,index,type) do{\
                        (*(volatile unsigned int*)(IO_CON_BASE+group*0x10))&=~(0x3<<index<<1);\
                        (*(volatile unsigned int*)(IO_CON_BASE+group*0x10))|=(type<<index<<1);\
                        }while(0)

/*
GPIO_DAT_SET说明:   group--表示是那组IO（注意没有GPA）
                    index--表示这组中的那个引脚
                    val  --表示对此引脚写入的数据
*/
#define GPIO_DAT_SET(group,index,val) do{\
                        (*(volatile unsigned int*)(IO_DAT_BASE+group*0x10))&=~(0x1<<index);\
                        (*(volatile unsigned int*)(IO_DAT_BASE+group*0x10))|=(val<<index);\
                        }while(0)
/*
因为GPA的控制寄存器，每个引脚只只占用一位，所以为了能统一这里，就没有把
GPA加进来，而后面的GPB-GPJ的控制寄存器每个引脚对应2位
*/
enum{GPB=1,GPC,GPD,GPE,GPF,GPG,GPH,GPI,GPJ};
/*
从GPB开始由于用两位表示此引脚的功能所以有四种可能
0代表INPUT，1代表OUTPUT,2代表第三功能,3代表第四功能
*/
enum{INPUT=0,OUTPUT,THI_FUNC,FOR_FUNC};
/*
定义高低电平
*/
enum{LOW=0,HIG};

// UART Registers
typedef struct {
  reg32 ULCON;              // UART Line Control          由于控制数据格式，常用的为N-8-1模式
  reg32 UCON;               // UART Control                控制UART的工作状态，例如DMA，中断等
  reg32 UFCON;              // UART FIFO Control        控制UART的FIFO，这里没有用到
  reg32 UMCON;          // UART MODEM Control    在MODEM模式下的控制寄存器，这里没有用到
  reg32 UTRSTAT;        // UART Tx/Rx Status        UART发送和接受状态寄存器
  reg32 UERSTAT;        // UART Error Status            UART错误状态寄存器
  reg32 UFSTAT;             // UART FIFO Status        UART---FIFO状态寄存器
  reg32 UMSTAT;         // UART MODEM Status    UART---MODEM状态寄存器
  reg8  UTXH;               // UART Tx Hold                UART发送数据寄存器 ##注意这里是一个char类型的
  reg8  pad0[3];
  reg8  URXH;               // UART RX Buffer            UART接受数据寄存器 ##注意这里是一个char类型的
  reg8  pad1[3];
  reg32 UBRDIV;             // UART Baud Rate Divisor UART的波特率产生器的分频率
} regUART;

#define pUART0 ((regUART *)UART0_BASE)
#define pUART1 ((regUART *)UART1_BASE)
#define pUART2 ((regUART *)UART2_BASE)

 2:2440的UART的配置

     上面已经把相关的寄存器介绍的很清楚了，所以这里的配置就直接给出代码了，因为可以直接参考数据手册得到：

void uart_init(void)
{
    //设置GPH[0..3]为uart0的输出引脚
    GPIO_CFG_SET(GPH,0,THI_FUNC);
    GPIO_CFG_SET(GPH,1,THI_FUNC);
    GPIO_CFG_SET(GPH,2,THI_FUNC);
    GPIO_CFG_SET(GPH,3,THI_FUNC);

    pUART0->ULCON=    0x03;   //N-8-1
    pUART0->UCON=    0x245; //中断和查询模式
    pUART0->UFCON=    0x0;    //No Use
    pUART0->UMCON=    0x0;      //No Use
    pUART0->UBRDIV=    26;      //当前板子的速度是FCLK：400M，HCLK=100M，PCLK=50M，UATR=115200
}

　　　这样串口就能工作起来的了，自己在把链接串口工具配置成相同的波特率就能正常工作了。

3: 相关代码的实现

　接下来就是串口发送和接受数据的一些功能函数的实现了，下面也只实现了一些简单的函数：

输出部分：

void u_printf(char *fmt,...)  //格式化输出
{
    va_list ap;
    char str[100];
    va_start(ap,fmt);
    vsprintf(str,fmt,ap);
    send_str(str);
    va_end(ap);
}
void send_str(char *p_str)   //发送一个字符串
{
    while(*p_str!='\0')
    {
        if(*p_str=='\n')
        {
            send_char('\r');
        }

        send_char(*p_str);
        p_str++;
    }
}
void send_char(char cc)    //发送一个字符
{
    while(!(pUART0->UTRSTAT& 0x2));
    pUART0->UTXH=cc;
}

输入部分：

char get_char(void)             //接受一个字符
{
    char cc;
    while(!(pUART0->UTRSTAT& 0x1));
    cc=pUART0->URXH;
    return cc;
}

void get_str(char *str)    //接受一个字符串
{
    /*
    str_bak是为了存储str地址的,是为了在没有输入的情况下
    输入退格，造成程序的崩溃
    */
    char *str_bak=str,cc;
    do{
        cc = get_char();
         if(cc=='\b')
        {
            if( (int)str_bak < (int)str)
            {
                //u_printf("\b \b");
                send_char('\b');
                send_char('\b');
                str--;
            }
        }
        else
        {
            *str++ = cc;
            send_char(cc);
        }
    }
    while(cc!='\r');

    *str = '\0';
    send_char('\n');
}

4:彩色输出的实现

在公司的调试东西有时候打印的东西太多了，是在没办法找，所以最后实现了这个彩色打印的方法，便于迅速找到自己想得到的打印消息，从而提高工作效率。其彩色打印的原理为：

以下内容来自网上：

+-----------------------------------------------------------------------------------------------+

在 ANSI 兼容终端（例如 xterm、rxvt、konsole 等）里， 可以用彩色显示文本而不仅仅是黑白。
下面的语句就输出高亮的黑色背景的绿色字。
printf("\033[1;40;32m%s\033[0m", Hello,world!\n);
\033 声明了转义序列的开始，然后是 [ 开始定义颜色。后面的 1 定义了高亮显示字符。然后是背景颜色，这里面是40，表示黑色背景。接着是前景颜色，这里面是32，表示绿色。我们用 \033[0m 关闭转义序列， \033[0m 是终端默认颜色。
通过上面的介绍，就知道了如何输出彩色字符了。
下面是对于彩色字符颜色的一些定义：
前景   背景   颜色
---------------------------------------
30   40   黑色
31   41   紅色
32   42   綠色
33   43   黃色
34   44   藍色
35   45   紫紅色
36   46   青藍色
37   47   白色

代码   意义
-------------------------
0   终端默认设置
1   高亮显示
4   使用下划线
5   闪烁
7   反白显示
8   不可见

通过串口收发或显示字符时，我们使用的通常是字符的ASCII码。对于非控制字符，也即键入命令时我们可能使用到的命令字符，在控制台中我们使用了ASCII码值从0x20～0x7e之间的字符。对于控制字符，在常用字符ASCII码对照表中我们可以找到Enter键、Backspace（退格）键以及ESC键的ASCII码，但是却没有上下左右方向键以及Home、End键对应的ASCII码，通过对键盘输入字符的串口收发测试发现，如果在测试时按下了方向键则串口在每次按键后会连续发送出3字节数据，前两字节所有方向键的数据相同，分别是0x1b，0x5b，第3字节对应不同的按键，上下右左方向键分别对应的值为：0x41、0x42、0x43、0x44，Home和End键对应的值为0x48和0x4b。故要检测键盘是否键入了方向键，需要向串口连续读取三字节的数据，同理，要控制光标向左、向右移动或Home、End也需要连续一次向串口发送3字节数据。

+-----------------------------------------------------------------------------------------------+

所以我们只需要通过串口发送相应的指令就OK了，我为了方便将其封装为宏定义的格式：

//######################Add by Dreamxi 彩色打印信息##################start
//使用格式
//cpfcpf(ALLOW_PUT,RED,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
//              |    |    |-------------------------------------------------------------|
//       是否允许打印  |                                           |
//                   |                                           |
//                 打印颜色                                              |
//                                                            打印内容
#define ALLOW_PUT 1
/*
前景          背景              颜色
---------------------------------------
30                 40              黑色
31                 41              紅色
32                 42              綠色
33                 43              黃色
34                 44              藍色
35                 45              紫紅色
36                 46              青藍色
37                 47              白色
*/
/*        红         绿   蓝   白   黄   紫红  青蓝 */
enum {RED=0,GRE,BLU,WHI,YEL,ZH,GB};

#define cpf(DEBUG_MSG,COR,...) do{\
    if(DEBUG_MSG==1)\
    {\
        if(COR==RED)\
            {\
                u_printf("\033[1;31;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==GRE)\
            {\
                u_printf("\033[1;32;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==BLU)\
            {\
                u_printf("\033[1;34;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==WHI)\
            {\
                u_printf("\033[1;37;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==YEL)\
            {\
                u_printf("\033[1;33;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==ZH)\
            {\
                u_printf("\033[1;35;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        else if(COR==GB)\
            {\
                u_printf("\033[1;36;40m");\
                u_printf(__VA_ARGS__);\
            }\
        u_printf("\033[0m\r\n");\
    }\
}while(0)
//######################Add by Dreamxi 彩色打印信息##################end

使用方法：

cpf(ALLOW_PUT,RED,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,GRE,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,BLU,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,WHI,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,YEL,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,ZH,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));
cpf(ALLOW_PUT,GB,("+----------------This is Dreamxi Uart cpf test --------------+"));

最后实现的效果图：