单片机与嵌入式系统原理及应用教学课件 作者 王宝珠第15章S3C6410的串口UART.ppt

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时间:2020-03-26

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1、第15章S3C6410的串口UARTUART串行接口是嵌入式最常用的低速数据交换接口之一,现在使用的几种标准都是在RS232标准基础上发展而来的。本章将详细介绍S3C6410串行端口RS232通信,包括串行通信单元、波特率的产生、UART通信操作、控制寄存器设置和通信程序的编写。S3C6410的串口概述UART的控制寄存器UART通信程序实例15.1S3C6410的串口概述15.1.1S3C6410串行通信单元S3C6410具有四个独立的UART端口,每个端口都可以通过中断或者DMA(DirectMemoryAcess)模式来操作。S3C6410的UART可支持高达

2、3Mbps的传输速率,每个UART通道包含两个64字节的FIFO缓冲寄存器。S3C6410的UART通道0、1支持nRTS0,nCTS0,nRTS1和nCTS1引脚功能,能够通过它们实现自动流量控制,如果需要将UART与调制解调器相连,则必须在调制解调器控制寄存器UMCONn中将自动流量控制功能禁止。四个通道都支持IrDA1.0标准红外模式和收发握手模式。S3C6410的UART包括可编程波特率,红外线(IR)的传送/接收,一个或两个停止位插入,5位,6位,7位或8位数据的宽度和奇偶校验。下图15-1是S3C6410的UART结构方框图,一个完整的UART单元由时钟

3、单元、波特率发生器、发送器、接收器以及控制单元组成。结合方框图对每部分的介绍如下:1.时钟单元时钟单元是为了波特率发生器服务的,S3C6410的UART时钟源有三个。三个时钟源分别是来自系统APB总线的时钟PCLK和外部时钟EXT_UCLK0、EXT_UCLK1。实际上EXT_UCLK0是通过外部时钟源直接输入的,而EXT_UCLK1是由配置SYSCON对EPLL或MPLL分频得到的。这三个时钟可以通过配置UART通道控制寄存器UCONn(n=0~3)的[11:10]位来灵活选择,一般而言采用外部时钟源可以得到更高的波特率。2.波特率的产生通过设置UCONn寄存器选

4、择UART时钟是由S3C6410的系统内部时钟(PCLK)产生还是由外部UART设备的时钟产生。波特率的大小可以通过设置波特率寄存器(UBRDIVn)控制,使用PCLK时的计算公式如下:DIV_VAL=UBRDIVn+(UDIVSLOTn中1的量)/16DIV_VAL=(PCLK/(b/s×16))–1利用UDIVSLOT,能够得到更准确的波特率。例如,如果波特率是115200b/sPCLK、UCLKn是40MHz,UBRDIVn和UDIVSLOTn是:DIV_VAL=(40000000/(115200×16))-1=21.7-1=20.7UBRDIVn=20(DI

5、V_VAL的整数部分)(UDIVSLOTn中1的数量)/16=0.7这时,(UDIVSLOTn中1的数量)=11因此,UDIVSLOTn为16’b1110_1110_1110_1010或者16’b0111_0111_0111_0101等。UDIVSLOTn选择如下表15-1所示:波特率错误容限,UART帧错误率应当限制在1.87%(3/160)以内。tUPCLK=(UBRDIVn+1)×16×1帧/PCLKtUPCLK:实际UART时钟tEXTUARTCLK=1帧/波特率tEXTUARTCLK:理想UART时钟UART错误=(tUPCLK–tEXTUARTCLK)/

6、tEXTUARTCLK×100%注:1FRAME=START位+DATA位+PARITY位+STOP位15.1.2UART通信操作下面将简要介绍UART操作,关于数据发送、数据接收、自动流控制、中断/DMA请求的产生进行详细介绍,其它如查询检测模式、红外模式的内容,参照相关的教材和手册。1.数据发送数据帧发送是可编程的。它由一个起始位,5~8个数据位,一个可选的奇偶位和1~2位停止位组成。发送器由发送移位器、发送保存寄存器和发送FIFO组成。发送移位器的容量是1Byte,数据到达发送移位器之后便由低位到高位按位移出。发送保持寄存器的大小是1Byte,在非中断模式下用

7、于缓存待移动到发送移位器发送的数据,当数据写入到发送缓冲寄存器UTXHn后便会立即通过发送移位器发出,在数据发送完毕会产生发送中断。发送FIFO用于暂时储存待发送的数据,当发送器将数据从发送FIFO传输到它的发送移位器,并且发送FIFO剩余的数据量达到TxFIFO的触发门限,此时产生发送中断。如果控制器的传输模式为非FIFO模式,采用中断请求模式或轮询模式,数据从发送保存寄存器传输到发送移位寄存器会引发发送中断,中断的类型由寄存器UCONn的第[9]位确定。2.数据接收和数据发送一样,数据帧接收也是可编程的。它是由一个起始位,5~8个数据位,一个可选的奇偶位和1

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