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串口基本原理
時間：2017-11-06 來源：未知
有很多有過一定嵌入式開發(fā)工作經(jīng)驗的朋友在從事嵌入式開發(fā)的過程當(dāng)中，主要在嵌入式軟件，界面等方向做的研究較多，但經(jīng)常也會用串口進行調(diào)試程序，只知道串口是用來傳輸數(shù)據(jù)用的。但串口具體怎么用來傳輸數(shù)據(jù)卻不太清楚，對串口的工作原理也是一知半解。接下來分享下串口具體是怎么用來傳輸數(shù)據(jù)的。
串行通信的基本概念
• 在通信領(lǐng)域內(nèi)，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通信
• 串行通信:
• 計算機與I/O設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母魑皇前错樞蛞来芜M行傳送,通常數(shù)據(jù)在一根數(shù)據(jù)線上或者一對差分線上傳輸。
• 并行通信：
• 計算機與I/O設(shè)備之間通過多條傳輸線交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的各位同時傳送。
• 串行速度慢，但是傳輸設(shè)備成本低，可利用現(xiàn)有的通信手段和通信設(shè)備進行遠程通信。并行通信速度快，但是傳輸設(shè)備成本高，適合近距離數(shù)據(jù)傳送。需要注意：一些差分串行通信總線(RS485,RS422,USB等)他們傳輸距離遠，且抗干擾能力強，速度也比較快。
1.1.2 數(shù)據(jù)的串行和并行通信方式
串行通信好比是一列縱隊，每個數(shù)據(jù)元素依次縱向排列。如圖2-57所示，傳輸時一個比特一個比特的串行傳輸，每個時鐘周期傳輸一個比特，這種傳輸方式相對比較簡單，速度較慢，但是使用總線數(shù)較少，通常一根接收線，一根發(fā)送線即可實現(xiàn)串行通信。它的缺點是要增加額外的數(shù)據(jù)來控制一個數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)束。
并行通信好比一排橫隊，齊頭并進同時傳輸。這種通信方式每個時鐘周期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和其總線寬度成正比，但是實現(xiàn)較為復(fù)雜。UART通信采用的是串行方式進行通信的。
圖為串行數(shù)據(jù)通信與并行數(shù)據(jù)通信
• 串口的數(shù)據(jù)傳輸是以串行方式進行的。串口在數(shù)據(jù)通信中，一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)的傳輸速度用bps或波特率來描述。
注意：
碼元：在數(shù)字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示數(shù)字。這樣的時間間隔內(nèi)的信號稱為碼元，這個間隔稱為碼元長度
比特率：是信息量傳送速率單位，即每秒傳輸二進制代碼位數(shù)。bit/s
所謂差分傳輸，就是發(fā)送端在兩條信號線上傳輸幅值相等相位相反的電信號，接收端對接受的兩條線信號作減法運算，這樣獲得幅值翻倍的信號。
串行通信涉及的常用術(shù)語
• 單工、半雙工和全雙工
• 單工(Simplex)
o 特點：僅能進行一個方向的數(shù)據(jù)傳送
• 半雙工(Half Duplex)
o 特點：數(shù)據(jù)可以在兩個方向上進行傳送，但是這種傳送絕不能同時進行。[雙向，但不同時]
• 全雙工(Full Duplex)
o 特點：能夠在兩個方向同時進行數(shù)據(jù)傳送
• 數(shù)據(jù)傳輸率
• 每秒傳輸?shù)亩M制位數(shù)，單位為bps(bit per second)也稱比特率。
• 異步方式與同步方式
• 同步通信方式(Synchronous)所用的數(shù)據(jù)格式?jīng)]有起始位、停止位，一次傳送的字符個數(shù)可變。在傳送前，先按照一定的格式將各種信息裝配成一個包，該包包括供接收方識別用的同步字符一個或兩個，其后緊跟著要傳送的n個字符，再后就是校驗字符。
• 異步方式(Asynchronous)：也稱“起止同步式”。
•
奇偶校驗位
奇偶校驗位 (Parity)是指偶數(shù)或者奇數(shù)或甚至對一個數(shù)字的性質(zhì)。多被應(yīng)用于計算機硬件的錯誤檢測中。
奇偶校驗位是一個表示給定位數(shù)的二進制數(shù)中 1 的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)的二進制數(shù)。奇偶校驗位是簡單的錯誤檢測碼。奇偶校驗位有兩種類型：偶校驗位與奇校驗位。
1.1.1 異步通信和同步通信
圖2-56同步信號與異步信號
同步通信技術(shù)
在發(fā)送數(shù)據(jù)信號的時候，會同時送出一根同步時鐘信號，用來同步發(fā)送方和接收方的數(shù)據(jù)采樣頻率。如圖2-56所示，同步通信時，信號線1是一根同步時鐘信號線，以固定的頻率進行電平的切換，其頻率周期為t，在每個電平的上升沿之后進行對同步送出的數(shù)據(jù)信號線2進行采樣(高電平代表1，低電平代表0)，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)電平高低取得輸出數(shù)據(jù)信息。如果雙方?jīng)]有同步時鐘的話，那么接收方就不知道采樣周期，也就不能正常的取得數(shù)據(jù)信息。
圖2-56同步信號與異步信號
同步通信技術(shù)
在發(fā)送數(shù)據(jù)信號的時候，會同時送出一根同步時鐘信號，用來同步發(fā)送方和接收方的數(shù)據(jù)采樣頻率。如圖2-56所示，同步通信時，信號線1是一根同步時鐘信號線，以固定的頻率進行電平的切換，其頻率周期為t，在每個電平的上升沿之后進行對同步送出的數(shù)據(jù)信號線2進行采樣(高電平代表1，低電平代表0)，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)電平高低取得輸出數(shù)據(jù)信息。如果雙方?jīng)]有同步時鐘的話，那么接收方就不知道采樣周期，也就不能正常的取得數(shù)據(jù)信息。
異步通信技術(shù)
在異步通信技術(shù)中，數(shù)據(jù)發(fā)送方和數(shù)據(jù)接收方?jīng)]有同步時鐘，只有數(shù)據(jù)信號線，只不過發(fā)送端和接收端會按照協(xié)商好的協(xié)議(固定頻率)來進行數(shù)據(jù)采樣。數(shù)據(jù)發(fā)送方以每秒鐘57600bits的速度發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方也以57600bits的速度去接收數(shù)據(jù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的有效和正確。通常異步通信中使用波特率(Baud-Rate)來規(guī)定雙方傳輸速度，其單位為bps(bits per second每秒傳輸位數(shù))。
1.1.3 數(shù)據(jù)通信傳輸模式
在數(shù)據(jù)通信過程中，發(fā)送方和接收方為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確發(fā)送和接收，通常會有一個狀態(tài)寄存器來描述當(dāng)前數(shù)據(jù)接收和發(fā)送狀態(tài)，當(dāng)發(fā)送方有數(shù)據(jù)發(fā)送時，會查看發(fā)送狀態(tài)寄存器，看是否允許發(fā)送數(shù)據(jù)（如果上一次數(shù)據(jù)還沒有發(fā)送完畢，不允許繼續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送），在發(fā)送允許情況下再送出新數(shù)據(jù)。同樣，接收端通過查看接收狀態(tài)寄存器，確定是否有新數(shù)據(jù)到達，如果有數(shù)據(jù)到達，將去接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。
（1）輪詢模式
通過程序執(zhí)行流，不停的檢測狀態(tài)寄存器的結(jié)果，如果當(dāng)前可發(fā)送或接收，則發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。其過程可以用下面?zhèn)未a來表示。
輪詢方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送偽代碼
Send()
{
While(1)
{
if(發(fā)送狀態(tài) == 可發(fā)送) // 檢查寄存器的值
執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送操作;
}
}
輪詢方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收偽代碼
Receive()
{
While(1)
{
if(接收狀態(tài) == 有數(shù)據(jù)到達)
執(zhí)行數(shù)據(jù)接收操作;
}
}
由程序可知，這種方式實現(xiàn)簡單，但在進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時都要進入循環(huán)檢查狀態(tài)寄存器的值，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)到達或數(shù)據(jù)不可發(fā)送時，CPU會一直空轉(zhuǎn)，其它程序又得不到CPU的執(zhí)行權(quán)，很影響系統(tǒng)的效率。
（2）中斷模式
中斷方式是指，當(dāng)數(shù)據(jù)到達或數(shù)據(jù)可發(fā)送時，產(chǎn)生中斷，通知CPU去發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，這種方式將通信硬件和CPU獨立出來，通信硬件只有在發(fā)送或接收條件準(zhǔn)備好之后中，才通知CPU去處理數(shù)據(jù)，在通信條件沒有準(zhǔn)備好的時候，CPU去處理其它程序，顯然這種方式更合理，這種方式要求通信硬件要求比較高，需要支持產(chǎn)生中斷信號。
（3）DMA模式
通常實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移或拷貝時，CPU將從源地址處復(fù)制數(shù)據(jù)到寄存器，然后將寄存器數(shù)據(jù)再寫入目的地址處，該復(fù)制過程需要CPU來執(zhí)行。FS4412支持DMA方式傳輸串口通信數(shù)據(jù)，DMA傳輸是指在CPU不干涉的情況下，DMA硬件自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和復(fù)制，在DMA傳輸過程中，CPU幾乎不用干涉，這樣可以讓CPU安心的去做自己的事情。雖然如此，但是DMA在傳輸數(shù)據(jù)過程中要占用總線，在大批數(shù)據(jù)傳輸時，系統(tǒng)總線會被DMA通道占用，也會影響系統(tǒng)的效率。
1.1 UART串口
通用異步接收器和發(fā)送器(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 簡稱UART。通常是嵌入式設(shè)備中默認(rèn)都會配置的通信接口。
為什么使用串口？
這是因為，很多嵌入式設(shè)備沒有顯示屏，無法獲得嵌入式設(shè)備實時數(shù)據(jù)信息，通過UART串口和超級終端相連，打印嵌入式設(shè)備輸出信息。并且在對嵌入式系統(tǒng)進行跟蹤和調(diào)試時，UART串口是必要的通信手段。
舉例：
比如：網(wǎng)絡(luò)路由器，交換機等都要通過串口來進行配置。UART串口還是許多硬件數(shù)據(jù)輸出的主要接口，如GPS接收器就是通過UART串口輸出GPS接收數(shù)據(jù)的。
fs4412的特點：
1)4組收發(fā)通道，同時支持中斷模式和DMA操作
2)通道0，1，2及帶紅外3通道都支持64字節(jié)FIFO
3)通道1和3支持高速操作模式
4)支持握手模式的發(fā)送和接收
1.1.4 UART控制器
UART控制器，提供了三個獨立的異步串行I/O端口，每個端口都可以在中斷模式或DMA模式下工作，換而言之，UART可以生成中斷或DMA請求用于CPU和UART之間的數(shù)據(jù)傳輸。UART串口掛接在APB總線上，APB總線高可以達到50MHz工作頻率，在使用APB時鐘頻率時可以達到高115.2Kbps波特率的通信速度。如果UART串口接收外部設(shè)備提供UEXTCLK（外部時鐘），UART可以在更高的速度下工作。每個UART串口在接收裝置和發(fā)送裝置里分別包含一個64Byte的FIFO緩沖區(qū)，用于緩存發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。
由于UART是串行異步通信方式，因此在UART通信過程中每次只能傳輸1位（bit）,若干位組成一個數(shù)據(jù)幀（frame），幀是UART通信中基本單元，它主要包含：開始位，數(shù)據(jù)位，校驗位（如果開啟了數(shù)據(jù)校驗，要包含校驗位），和停止位。
UART在通信之前要在發(fā)送端和接收端約定好幀結(jié)構(gòu)，也就是約定好傳輸數(shù)據(jù)幀格式。
l 開始位：必須包含在數(shù)據(jù)幀中，表示一個幀的開始。
l 數(shù)據(jù)位：可選5，6，7，8位，該位長度可由編程人員指定。
l 校驗位：如果在開啟了數(shù)據(jù)校驗時，該位必須指定。
l 停止位：可選1，2位，該位長度可由編程人員指定。
通信雙方約定好幀格式后，指定同一波特率，以保證雙方數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健?/p>
1.1.5 UART串口工作原理
每個UART包含一個波特率產(chǎn)生器，發(fā)送器，接收器和一個控制單元，如下圖所示：
• 下面列出Exynos4412 UART相關(guān)的控制寄存器，具體位含義見Exynos4412芯片手冊
• UART行控制器ULCONn
• UART模式控制寄存器UCONn
• UART FIFO控制寄存器UFCONn
• UART MODEM控制寄存器UMCONn
• 發(fā)送寄存器UTXH和接收寄存器URXH
• 波特率分頻寄存器UBRp2和UFRACVAL2
• UART硬件結(jié)構(gòu)
• UART是以異步方式實現(xiàn)通信的，其采樣速度由波特率決定，波特率產(chǎn)生器的工作頻率可以由PCLK(外圍設(shè)備頻率)，F(xiàn)CLK/n(CPU工作頻率的分頻)，UEXTCLK(外部輸入時鐘)三個時鐘作為輸入頻率，波特率設(shè)置寄存器是可編程的，用戶可以設(shè)置其波特率決定發(fā)送和接收的頻率。發(fā)送器和接收器包含了64Byte的FIFO和數(shù)據(jù)移位器。UART通信是面向字節(jié)流的，待發(fā)送數(shù)據(jù)寫到FIFO之后，被拷貝到數(shù)據(jù)移位器(1字節(jié)大小)里，數(shù)據(jù)通過發(fā)送數(shù)據(jù)管腳TXDn發(fā)出。同樣道理，接收數(shù)據(jù)通過RXDn管腳來接收數(shù)據(jù)(1字節(jié)大小)到接收移位器，然后將其拷貝到FIFO接收緩沖區(qū)里。
• (1)數(shù)據(jù)發(fā)送
• 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀可編程的，它的一個幀長度是用戶指定的，它包括一個開始位，5~8個數(shù)據(jù)位，一個可選的奇偶校驗位和1~2個停止位，數(shù)據(jù)幀格式可以通過設(shè)置ULCONn寄存器來設(shè)置。發(fā)送器也可以產(chǎn)生一個終止信號，它是由一個全部為0的數(shù)據(jù)幀組成。在當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)被完全傳輸完以后，該模塊發(fā)送一個終止信號。在終止信號發(fā)送后，它可以繼續(xù)通過FIFO(FIFO)或發(fā)送保持寄存器(NON-FIFO)發(fā)送數(shù)據(jù)。
• （2）數(shù)據(jù)接收
• 同樣接收端的數(shù)據(jù)也是可編程的，接收器可以偵測到溢出錯誤奇偶校驗錯誤，幀錯誤和終止條件，每個錯誤都可以設(shè)置一個錯誤標(biāo)志。
• l 溢出錯誤是指在舊數(shù)據(jù)被讀取到之前，新數(shù)據(jù)覆蓋了舊數(shù)據(jù)
• l 奇偶校驗錯誤是指接收器偵測到了接收數(shù)據(jù)校驗結(jié)果失敗，接收數(shù)據(jù)無效
• l 幀錯誤是指接收到的數(shù)據(jù)沒有一個有效的停止位，無法判定數(shù)據(jù)幀結(jié)束
• l 終止條件是指RxDn接收到保持邏輯0狀態(tài)持續(xù)長于一個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間
• （3）自動流控AFC(Auto Float Control)
• 硬件流控使用串行電纜控制線上的電壓信號來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
• 串口通訊中的硬件流控有兩種方式：DTR/DSR方式和RTS/CTS方式。
• 自動流控制可以看成是串口的開關(guān)，uart2不帶有AFC功能
• UART0和UART1支持有nRTS和nCTS的自動流控，UART2不支持流控。在AFC情況下，通信雙方nRTS和nCTS管腳分別連接對方的nCTS和nRTS管腳。通過軟件控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。
• 在開啟AFC時，發(fā)送端接收發(fā)送前要判斷nCTS信號狀態(tài)，當(dāng)接收到nCTS激活信號時，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。該nCTS管腳連接對方nRTS管腳。接收端在準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)幀前，其接收器FIFO有大于32個字節(jié)的空閑空間，nRTS管腳會發(fā)送激活信號，當(dāng)其接收FIFO小于32個字節(jié)的空閑空間，nRTS必須置非激活狀態(tài)。如圖2-60所示。
• RTS （Require ToSend，發(fā)送請求）為輸出信號，用于指示本設(shè)備準(zhǔn)備好可接收數(shù)據(jù)，低電平有效，低電平說明本設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)。
• CTS （Clear ToSend，發(fā)送允許）為輸入信號，用于判斷是否可以向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，低電平有效，低電平說明本設(shè)備可以向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)。
• 此處有人將CTS翻譯為發(fā)送允許。因為CTS是對方的RTS控制己方的CTS是否允許發(fā)送的功能。
圖2-60自動流控數(shù)據(jù)傳輸
（4）波特率
在UART中波特率發(fā)生器為發(fā)送器和接收器提供工作時鐘。波特率發(fā)生器的時鐘源可以選擇FS4412的內(nèi)部系統(tǒng)時鐘(PCLK，F(xiàn)CLK/n)或UEXTCLK(外部時鐘源)，可以通過設(shè)置UCONn寄存器來設(shè)置波特率發(fā)生器的輸入時鐘源。通常我們選擇使用PCLK作為UART工作時鐘。
UART控制器中沒有對波特率進行設(shè)置的寄存器，而是通過設(shè)置一個除數(shù)因子，來決定其波特率。其計算公式如下：
UART除數(shù)(UBRpn) = (int)(CLK/(buad rate * 16 )) - 1
其中：UBRpn的取值范圍應(yīng)該為1~2^16-1。例如：波特率為115200bps，PCLK時鐘為其工作頻率，采用50MHz，UBRpn為：
UBRpn = (int)(50M / (115200 x 16)) - 1 = 26
在系統(tǒng)時鐘未初始化時，PCLK = 12MHz，如果波特率采用57600bps，那么UBRpn為：
UBRpn = (int)(12M / (57600 x 16)) - 1 = 12
當(dāng)使用外部時鐘源時，如果外部時鐘小于PCLK時鐘，則UEXTCLK應(yīng)該設(shè)置為0。
.比特率
在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的有效位(bit)數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)bit/s(bps)、每秒千比特數(shù)(Kbps)或每秒兆比特數(shù)(Mbps)來表示(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機存儲器容量時的1024和1048576)。
.波特率
波特率指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表示，其單位為波特(Baud)。 波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進制位數(shù)。
如何區(qū)分兩者？
顯然，兩相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進制位)的比特率等于波特率；四相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進制位)的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進制位)的比特率為波特率的三倍；依次類推。
圖2-61 開發(fā)板串口硬件圖
UART的接口
圖2-61為Cortex-A9開發(fā)板引出UART串口接線圖，它采用DB9接口公頭(有接線柱的端口，只有接線孔的為母頭)，其有9根信號線，UART通信過程中用到了信號線2 RSTXD0(數(shù)據(jù)發(fā)送管腳)它和串口線母頭TXDx信號線相接(x代表0號，1號，2號串口)，信號3 RSRXD0(數(shù)據(jù)接收管腳)和串口線母頭RXDx相接(x代表0號，1號，2號串口)，信號線5(接地管腳)，信號線7 RSCTS0(數(shù)據(jù)發(fā)送流控制管腳)和串口線母頭nCTSx相接，信號線8 RSRTS0(數(shù)據(jù)接收流控制管腳)和串口線母頭nRTSx相接。如果UART中沒有開啟AFC流控的話，只要用到信號線2，信號線3和信號線5。
UART寄存器配置
UART0串行控制寄存器(ULCON0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
ULCON0 0x50000000 R/W 串口0串行控制寄存器 0x00
ULCON0 位 描述 初始值
保留 [7] 0
紅外模式 [6] 選擇串口0是否使用紅外模式：
0 = 正常通信模式
1 = 紅外通信模式 0
校驗?zāi)Ｊ?span id="t1955575tlb" class="Apple-tab-span" style="padding: 0px; margin: 0px; list-style-type: none; white-space: pre;"> [5:3] 設(shè)置串口0在數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時采用的校驗方式：
0xx = 無校驗
100 = 奇校驗
101 = 偶校驗
110 = 強制校驗/檢測是否為1
111 = 強制校驗/檢測是否為0 000
停止位 [2] 設(shè)置串口0停止位數(shù)：
0 = 每個數(shù)據(jù)幀一個停止位
1 = 每個數(shù)據(jù)幀二個停止位 0
數(shù)據(jù)位 [1:0] 設(shè)置串口0數(shù)據(jù)位數(shù)：
00 = 5個數(shù)據(jù)位 01 = 6個數(shù)據(jù)位
10 = 7個數(shù)據(jù)位 11 = 8個數(shù)據(jù)位 00
通過設(shè)置ULCON0來設(shè)置UART0通信方式，ULCON0[6]選擇通信方式為一般通信模式或紅外通信模式，ULCON0[5:3]設(shè)置串口0校驗方式，ULCON0[2]設(shè)置串口0停止位數(shù)，ULCON0[1:0] 設(shè)置串口0的數(shù)據(jù)位數(shù)。
我們選擇一般通信模式，無校驗位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)通信方式。因此：
ULCON0 = 0x03;
表2-26 UART0串口控制寄存器（UCON0）
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UCON0 0x50000004 R/W 串口0控制寄存器 0x00
UART0串行控制寄存器(ULCON0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
ULCON0 0x50000000 R/W 串口0串行控制寄存器 0x00
ULCON0 位 描述 初始值
保留 [7] 0
紅外模式 [6] 選擇串口0是否使用紅外模式：
0 = 正常通信模式
1 = 紅外通信模式 0
校驗?zāi)Ｊ?span id="t1955575tlb" class="Apple-tab-span" style="padding: 0px; margin: 0px; list-style-type: none; white-space: pre;"> [5:3] 設(shè)置串口0在數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時采用的校驗方式：
0xx = 無校驗
100 = 奇校驗
101 = 偶校驗
110 = 強制校驗/檢測是否為1
111 = 強制校驗/檢測是否為0 000
停止位 [2] 設(shè)置串口0停止位數(shù)：
0 = 每個數(shù)據(jù)幀一個停止位
1 = 每個數(shù)據(jù)幀二個停止位 0
數(shù)據(jù)位 [1:0] 設(shè)置串口0數(shù)據(jù)位數(shù)：
00 = 5個數(shù)據(jù)位 01 = 6個數(shù)據(jù)位
10 = 7個數(shù)據(jù)位 11 = 8個數(shù)據(jù)位 00
通過設(shè)置ULCON0來設(shè)置UART0通信方式，ULCON0[6]選擇通信方式為一般通信模式或紅外通信模式，ULCON0[5:3]設(shè)置串口0校驗方式，ULCON0[2]設(shè)置串口0停止位數(shù)，ULCON0[1:0] 設(shè)置串口0的數(shù)據(jù)位數(shù)。
我們選擇一般通信模式，無校驗位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)通信方式。因此：
ULCON0 = 0x03;
表2-26 UART0串口控制寄存器（UCON0）
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UCON0 0x50000004 R/W 串口0控制寄存器 0x00
UCON0 位 描述 初始值
FCLK分頻因子 [15:12] 當(dāng)UART0選擇FCLK作為時鐘源時，設(shè)置其FCLK的分頻因子
UART0 工作時鐘頻率 = FCLK/FCLK分頻因子 + 6 0000
UART時鐘源選擇 [11:10] 選擇UART0的工作時鐘PCLK，UEXTCLK，F(xiàn)CLK/n：
00,10 = PCLK
01 = UEXTCLK
11 = FCLK/n
當(dāng)選擇FCLK/n作為UART0工作時鐘時還要做其它設(shè)置，具體請讀者自行查看硬件手冊 00
發(fā)送數(shù)據(jù)中斷
產(chǎn)生類型 [9] 設(shè)置UART0中斷請求類型，在非FIFO傳輸模式下，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為空，立即產(chǎn)生中斷信號，在FIFO傳輸模式下達到發(fā)送數(shù)據(jù)觸發(fā)條件時立即產(chǎn)生中斷信號：
0 = 脈沖觸發(fā)
1 = 電平觸發(fā) 0
接收數(shù)據(jù)中斷
產(chǎn)生類型 [8] 設(shè)置UART0中斷請求類型，在非FIFO傳輸模式下，一旦接收到數(shù)據(jù)，立即產(chǎn)生中斷信號，在FIFO傳輸模式下達到接收數(shù)據(jù)觸發(fā)條件時立即產(chǎn)生中斷信號：
0 = 脈沖觸發(fā)
1 = 電平觸發(fā) 0
接收數(shù)據(jù)超時 [7] 設(shè)置當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，如果數(shù)據(jù)超時，是否產(chǎn)生接收中斷：
0 = 不開啟超時中斷 1 = 開啟超時中斷
10 = 7個數(shù)據(jù)位 11 = 8個數(shù)據(jù)位 0
接收數(shù)據(jù)錯誤中斷 [6] 設(shè)置當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，如果產(chǎn)生異常，如傳輸中止，幀錯誤，校驗錯誤時，是否產(chǎn)生接收狀態(tài)中斷信號：
0 = 不產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷 1 = 產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷 0
回送模式 [5] 設(shè)置該位時UART會進入回送模式，該模式僅用于測試
0 = 正常模式 1 = 回送模式 0
發(fā)送終止信號 [4] 設(shè)置該位時，UART會發(fā)送一個幀長度的終止信號，發(fā)送完畢后，該位自動恢復(fù)為0
0 = 正常傳輸 1 = 發(fā)送終止信號 0
發(fā)送模式 [3:2] 設(shè)置采用哪個方式執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū)
00 = 無效
01 = 中斷請求或查詢模式
10 = DMA0請求 00
接收模式 [1:0] 設(shè)置采用哪個方式執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入接收緩沖區(qū)
00 = 無效
01 = 中斷請求或查詢模式
10 = DMA0請求 00
通常UART串口采用PCLK作為輸入工作時鐘，采用簡單的輪詢方式進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，不開啟數(shù)據(jù)接收超時，數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤時不產(chǎn)生錯誤狀態(tài)中斷，因此：
UCON0 = 0x05;
表2-27 UART FIFO控制寄存器(UFCON0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UFCON0 0x50000008 R/W 串口0 FIFO控制寄存器 0x00
UFCON0 位 描述 初始值
發(fā)送數(shù)據(jù)
觸發(fā)級別 [7:6] 設(shè)置FIFO發(fā)送模式的觸發(fā)級別：
00 = FIFO為空觸發(fā) 01 = 16字節(jié)觸發(fā)
10 = 32字節(jié)觸發(fā) 11 = 48字節(jié)觸發(fā) 00
接收數(shù)據(jù)
觸發(fā)級別 [5:4] 設(shè)置FIFO接收模式的觸發(fā)級別：
00 = FIFO為空觸發(fā) 01 = 16字節(jié)觸發(fā)
10 = 32字節(jié)觸發(fā) 11 = 48字節(jié)觸發(fā) 00
保留 [3] 0
發(fā)送FIFO重置 [2] 在重置FIFO后自動清除發(fā)送緩沖區(qū)
0 = 正常模式 1 = 自動清除 0
接收FIFO重置 [1] 在重置FIFO后自動清除接收緩沖區(qū)
0 = 正常模式 1 = 自動清除 0
啟用FIFO [0] 0 = 不啟用FIFO 1 = 啟用FIFO 0
表2-28 UART MODEM控制寄存器(UMCON0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UMCON0 0x5000000C R/W 串口0 MODEM控制寄存器 0x00
UMCON0 位 描述 初始值
保留 [7:5] 必須全部置0 000
AFC自動流控 [4] 0 = 不開啟流控 1 = 開啟流控 0
保留 [3:1] 必須全部置0 000
請求發(fā)送 [0] 如果啟用AFC，該位無效，S3C2440會自動控 制nRTS，如果不啟用AFC，nRTS必須由軟件控制
0 = 高電平激活nRTS 1 = 低電平激活nRTS 0
表2-29 UART 發(fā)送/接收狀態(tài)寄存器(UTRSTAT0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UTRSTAT0 0x50000010 R/W 串口0發(fā)送/接收狀態(tài)寄存器 0x06
UTRSTAT0 位 描述 初始值
發(fā)送器為空 [2] 當(dāng)發(fā)送緩存寄存器中沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送且發(fā)送移位寄存器為空時，自動置1
0 = 非空
1 = 發(fā)送器為空(發(fā)送緩存和移位寄存器) 1
發(fā)送緩存寄存器為空 [1] 當(dāng)發(fā)送緩存寄存器為空時，自動置1
0 = 發(fā)送緩存寄存器非空
1 = 發(fā)送緩存寄存器為空 1
接收緩存寄存器為空 [0] 當(dāng)接收緩存寄存器有數(shù)據(jù)到達時，自動置1
0 = 接收緩存寄存器為空
1 = 緩存寄存器接收數(shù)據(jù) 0
表2-30 UART 發(fā)送緩存寄存器（UTXH0）
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UTXH0 0x50000020(L)
0x50000023(B) W 串口0發(fā)送緩存寄存器 -
表2-31 UART 接收緩存寄存器(URXH0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
URXH0 0x50000024(L)
0x50000027(B) R 串口0接收緩存寄存器 -
表2-32 UART 波特率除數(shù)寄存器(UBRp0)
寄存器名 地址 是否讀寫 描述 復(fù)位默認(rèn)值
UBRp0 0x50000028 R/W 串口0波特率除數(shù)寄存器 -
UBRp0 位 描述 初始值
波特率除數(shù) [15:0] 設(shè)置波特率除數(shù)(大于0)使用外部輸入時鐘時可以置0 -
上述寄存器是是和UART通信相關(guān)寄存器，使用簡單的無FIFO，無自動流控AFC時，設(shè)置如下：
UFCON0 = 0x00; // 不使用FIFO
UMCON0 = 0x00; // 不使用流控
UBRp0 = 26; // 波特率為115200,PCLK=50Mhz
UBRp0 = 53; // 波特率為57600,PCLK=50Mhz
UBRp0 = 12; // 波特率為57600,PCLK=12Mhz
UTXH0和URXH0分別是數(shù)據(jù)發(fā)送和接收寄存器，發(fā)送數(shù)據(jù)時通過輪詢方式判斷發(fā)送狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，當(dāng)可以發(fā)送數(shù)據(jù)時，執(zhí)行UTXH0寄存器寫入操作，接收數(shù)據(jù)時，以輪詢方式檢測接收狀態(tài)寄存器狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)到達時，讀取URXH0寄存器里的數(shù)據(jù)即可取得串口數(shù)據(jù)。
可能不同的開發(fā)板，不同廠家生產(chǎn)設(shè)計的開發(fā)板有所不同，里面的寄存器的配置也會略有區(qū)別，原理是一樣的。
