JZ2440 UART裸機編程
ARM裸機1期加強版視頻課程配套WiKi第11課_串口(UART)的使用，
共2節(jié)：第001節(jié)_輔線1_硬件知識_UART硬件介紹和第002節(jié)_S3C2440_UART編程，講的是JZ2440 UART裸機編程。
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第001節(jié)_輔線1_硬件知識_UART硬件介紹
1. 串口的硬件介紹
UART的全稱是Universal Asynchronous Receiver andTransmitter，即異步發(fā)送和接收。串口在嵌入式中用途非常廣泛：
· 打印調試信息
· 外接各種模塊：GPS、藍牙
串口因為結構簡單、穩(wěn)定可靠，廣受歡迎。通過三根線即可：發(fā)送、接收、地線。
通過TxD->RxD把ARM開發(fā)板要發(fā)送的信息發(fā)送給PC機。通過RxD->TxD線把PC機要發(fā)送的信息發(fā)送給ARM開發(fā)板。最下面的地線統(tǒng)一參考地。
2. 串口的參數
· 波特率：一般波特率都會有9600,19200,115200等選項。意思是每秒傳輸這么多個比特位數(bit)。
· 起始位：先發(fā)出一個邏輯”0”的信號，表示傳輸數據的開始。
· 數據位：可以是5~8位邏輯”0”或”1”。如ASCII碼（7位），擴展BCD碼（8位）。小端傳輸。
· 校驗位：數據位加上這一位后，使得“1”的位數應為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)，以此來校驗數據傳送的正確性。
· 停止位：它是一個字符數據的結束標志。
怎么發(fā)送一字節(jié)數據，比如‘A‘?
‘A’的ASCII值是0x41, 二進制就是01000001，怎樣把這8位數據發(fā)送給PC機呢？
1. 雙方約定好波特率（每一位占據的時間）
2. 規(guī)定傳輸協(xié)議
a. 原來是高電平，ARM拉低電平，保持1bit時間；
b. PC在低電平開始處計時；
c. ARM根據數據依次驅動TxD的電平，同時PC依次讀取RxD引腳電平，獲得數據；
前面圖中提及到了邏輯電平，也就是說代表信號1的引腳電平是人為規(guī)定的。如圖是TTL/CMOS邏輯電平下，傳輸‘A’時的波形：
在xV至5V之間，就認為是邏輯1，在0V至yV之間就為邏輯0。
如圖是RS-232邏輯電平下，傳輸‘A’時的波形：
在-12V至-3V之間，認為是邏輯1，在+3V至+12V之間為邏輯0。
RS-232的電平比TTL/CMOS高，能傳輸更遠的距離，在工業(yè)上用得比較多。
市面上大多數ARM芯片都不止一個串口，一般使用串口0來調試，使用其它串口外接模塊。
ARM芯片上的串口都是TTL電平，通過板子上或者外接的電平轉換芯片，轉成RS232接口，連接到電腦的RS232串口，實現(xiàn)兩者的數據傳輸：
現(xiàn)在的電腦越來越少有RS232串口接口，幾乎都有USB口。因此使用USB串口芯片將ARM芯片上的TTL電平轉換成USB串口電平，即可讓開發(fā)板通過USB與電腦數據傳輸。
上面的兩種方式，對ARM芯片的編程操作是一樣的。
ARM芯片是如何發(fā)送/接收數據？
如圖所示JZ2440 串口結構圖：
從上圖可知，要發(fā)送數據時，CPU控制內存要發(fā)送的數據通過FIFO傳給UART，UART里面的移位器依次將數據發(fā)送出去，在發(fā)送完成后產生中斷提醒CPU傳輸完成。
接收數據時，獲取接收引腳的電平，逐位放進接收移位器，再放入FIFO，寫入內存。在接收完成后產生中斷提醒CPU傳輸完成。
第002節(jié)_S3C2440_UART編程
在文件uart.c里需要編寫這幾個函數：
uart0_init() ： 用于初始化串口
putchar() ： 用于發(fā)送一個字符
getchar() ： 用于接收一個字符
puts() ： 用于發(fā)送一串字符
在uart0_init()的功能如下：
· 1. 設置引腳用于串口：根據原理圖和參考手冊設置GPH2,3用于TxD0, RxD0,并且為了將其保持為高電平，先設置其為上拉：
GPHCON & = ~((3<<4) | (3<<6));
GPHCON | = ((2<<4) | (2<<6));
GPHUP & = ~((1<<2) | (1<<3)); /* 使能內部上拉 */
· 2. 設置波特率
UCON0 = 0x00000005; //將uart時鐘設置為PCLK, 中斷/查詢模式：
uart clock=50M，波特率假設是115200，
根據公式
UBRDIVn = (int)( UARTclock / ( buad rate x 16) ) –1
得到
UBRDIVn = (int)(50000000 / ( 115200 x 16) ) –1 = 26
UBRDIV0 = 26;
· 3. 設置數據格式
數據格式設置為常用的8n1: 8個數據位, 無較驗位, 1個停止位
ULCON0 = 0x00000003; /* 8n1: 8個數據位, 無較驗位, 1個停止位 */
讀取UTRSTAT0寄存器，查詢其第2位判斷發(fā)送buff是否為空，即上一次發(fā)送是否完成，如果完成即向UTXH0寫入要發(fā)送的新數據；查詢其第0位判斷接收buff是否為空，即本次接收是否完成，如果接收完成，讀取URXH0的值。
int putchar(int c)
{
while (!(UTRSTAT0 & (1<<2)));
UTXH0 = (unsigned char)c;
}
int getchar(void)
{
while (!(UTRSTAT0 & (1<<0)));
return URXH0;
}
循環(huán)輸出字符，就可以實現(xiàn)字符串的輸出：
int puts(constchar*s)
{
while (*s)
{
putchar(*s);
s++;
}
}
在main.c主函數里，先調用初始化函數uart0_init()，然后循環(huán)獲取用于輸入的數據，然后回顯出來。并且在收到`\r`回車時，輸出`\n`換行，有些時候`\n`表示回車，則輸出`\r`換行。
main.c代碼如下：
#include "s3c2440_soc.h"
#include "uart.h"
int main(void)
{
unsigned char c;
uart0_init();
puts("Hello, world!\n\r");
while(1)
{
c = getchar();
if (c =='\r')
{
putchar('\n');
}
if (c =='\n')
{
putchar('\r');
}
putchar(c);
}
return0;
}
// PS: 由于篇幅限制，這里未給出全部代碼，要做實驗的話請去百度網盤下載相關代碼：https://eyun.baidu.com/s/3b1UtLc
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