嵌入式学习笔记之UART通信协议

        UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：

1. 将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流；
2. 将计算机外部来的串行数据转换为字节，供计算机内部使用并行数据的器件使用；
3. 在输出的串行数据流中加入奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验；
4. 在输出数据流中加入启停标记，并从接收数据流中删除启停标记；
5. 处理由键盘或鼠标发出的中断信号（键盘和鼠票也是串行设备）；
6. 可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题；

       

异步串口通信协议，工作原理是将传输数据的每个字符以串行方式一位接一位的传输。如下图：

 

          

其中每一位（bit）的意义如下：

     起始位：先发出一个逻辑“0”的信号，表示传输字符的开始。

     数据位：紧跟起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟来定位。

     奇偶校验位：数据位加上这一位后（跟在数据位尾部），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。可以是1位、1.5位、2位的高电平（逻辑“1”）。

     空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据的传送。

    波特率：是衡量数据传输速率的指针。表示为每秒钟传送的二进制位数（bit数）。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为：

                                                                                10×120   ＝  1200字符/秒＝1200波特。

     以上的数据位、奇偶校验位、波特率等均可以在COM接口中设置。也可以在代码中对UART寄存器的各位进行设置，UART寄存器的各位所代表的含义如下：

   

 

             下面通过几个小程序，了解UART通信协议进行数据传输的过程：

#include "2410lib.h"

/*********************************************************************************************
* name:		uart0_test
* func:		uart test function
* para:		none
* ret:		none
* modify:
* comment:		
*********************************************************************************************/
void uart0_test()
{
	char cInput[256];
	UINT8T ucInNo=0;
	char c;
	uart_init(0,115200,0); //define the baud rate
	uart_printf("\n UART0 Communication Test Example\n");	
	uart_printf(" Please input words, then press Enter:\n");
#ifdef BOARDTEST	
	sprintf(&cInput, "Type via UART0 to test.");
	print_lcd(195,170,0x1c,&cInput);	
#endif
	uart_printf(" ");
	g_nKeyPress = 1;
	while(g_nKeyPress==1)			// only for board test to exit
	{
		c=uart_getch();
		//uart_sendbyte(c);
		
		uart_printf("%c",c);
		if(c!='\r')
			cInput[ucInNo++]=c;
		else
		{
			cInput[ucInNo]='\0';
			break;
		}
	}
	delay(1000);	

	uart_printf(" \nThe words that you input are: %s\n",cInput);		
	uart_printf(" end.\n"); 
}

void Main(int argc,char **argv)
{
	
	sys_init();			// Initial s3c2410's Clock, MMU, Interrupt,Port and UART     
	
	while(1)
	{
		uart0_test();
	}
	for(;;);

}

在这里我们使用 uart_init 函数便完成了UART各个位的设置，现在来看看uart_init在系统中是如何定义的：

void uart_init(int nMainClk, int nBaud, int nChannel)
{
    int i;
    
    if(nMainClk == 0)
    nMainClk    = PCLK;
    
    switch (nChannel)
    {
    	case UART0: 
		rUFCON0 = 0x0;   //UART channel 0 FIFO control register, FIFO disable
		rUMCON0 = 0x0;   //UART chaneel 0 MODEM control register, AFC disable
		rULCON0 = 0x3;   //Line control register : Normal,No parity,1 stop,8 bits
		// [10]       [9]     [8]     [7]          [6]      [5]        [4]         [3:2]          [1:0]
		// Clock Sel, Tx Int, Rx Int, Rx Time Out, Rx err,  Loop-back, Send break, Transmit Mode, Receive Mode
		// 0          1       0,      0            1        0          0,          01             01
		// PCLK       Level   Pulse   Disable      Generate Normal     Normal      Interrupt or Polling
		rUCON0  = 0x245;							// Control register
		//rUBRDIV0=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 );	// Baud rate divisior register 0
		rUBRDIV0=( (int)(nMainClk/16./nBaud+0.5) -1 );	// Baud rate divisior register 0    
		break;
			
	case UART1: 
		rUFCON1 = 0x0;   //UART channel 1 FIFO control register, FIFO disable
		rUMCON1 = 0x0;   //UART chaneel 1 MODEM control register, AFC disable
		rULCON1 = 0x3;
		rUCON1  = 0x245;
		rUBRDIV1=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 );
		break;
			
    	case UART2: 
		rULCON2 = 0x3;
		rUCON2  = 0x245;
		rUBRDIV2=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 );    
		rUFCON2 = 0x0;   //UART channel 2 FIFO control register, FIFO disable
		break;
			
	default:
		break;
	}

    for(i=0;i<100;i++);
    delay(0);
}

       UART0 --- UART2 便是开发板为我们提供的三个寄存器，通过rUFCON、rUMCON、rULCON、rUCON、rUBRDIV 等引脚的赋值完成UART寄存器的设置。

       关于更多ARM开发板的源码，由于CSDN资源分享的页面出现异常无法上传分享，如有需要、给我留言，我发给大家。

       “往往都是事情改变人，人却改变不了事情。”既是如此，为何不先改变自己呢？

       明天、学习继续！