第五讲 GPIO配置与UART串行通信.ppt

S3C2440的异步串行通信 串行通讯的传输格式和电气特性 同步传输 所有装置使用一个共同频率，其可由其中一个装置或是透过外部信号源所产生。所有传输位能与这频率同步。 在时钟转变(上升或下降)后所定义的时间内，每一个所传输的位皆是有效的。 接收器要读取每一个进来的位数据时，可以使用时钟的转变来加以决定。 例：接收器能够在时钟的上升或是下降边缘，或是透过侦测逻辑高准位与低准位来拴锁住传输进来的位数据。 串行通讯的传输格式和电气特性 异步传输 其不需要频率引线。因为在每一条引线的终端皆会提供自己的频率。当然，每一个终端必须同意所设定频率频率，而且所有的频率必须在相当小的误差范围内。 在每一个所传输的字节中，包含了： 用来同步频率的开始位 数据位 一个或更多的停止位 其主要通知整个传输的字符组已经结束了。 基本通讯概念 一般来说，微处理机与外围的通讯可区分为： 串行通讯(Serial) 以位(bit)方式传送数据，它具有低故障率、低成本的优点，但传输速率较慢。 串行端口比并列端口稍微困难。在许多情形下，任何连接至串行端口的装置来说，有时还需将串行传输数据转换成并列端口后，才可使用。这部分功能可透过UART组件来实现。 并列通讯(parallel) 以字节(byte)或字符组(word)方式来传送数据，它具有高速率传输的优点，但是相对的成本高，故障率亦较高。 基本通讯概念 不管是串行传输或并列传输，均包含下列三种方式： 单向传输(Simplex)： 数据只能一个方向传递。任何时间都不能改变其数据传输方向。 半双工传输(Half duplex)： 同一时间内只能单向传递资料，不同时间里，其数据传输的方向可以改变。 全双工传输(Full duplex)： 数据于任何时间均可以以输入及输出来传递。 S3C2440的UART控制器 S3C2440的UART可以进行以下参数的设置： 可编程的波特率 红外收/发模式 1或2个停止位 5位、6位、7位或8位数据宽度和奇偶位校验。 波特率传送器可以PCLK、FCLK/n或UEXTCLK为时钟源。传送器和接收器包含64字节FIFO寄存器和移位寄存器。 当传送数据的时候，数据先写到FIFO然后复制到传送移位寄存器，然后从数据输出端口（TXDn）依次被移位输出。被接收的数据也同样从接收端口（RXDn）移位输入到移位寄存器，然后复制到FIFO中。 S3C2440的UART控制器 在FIFO模式中，缓冲寄存器的所有64个字节都可作为FIFO寄存器使用，但是，在非FIFO模式中，仅有一个字节的缓冲寄存器可作为保持寄存器使用。 每个UART包含波特率产生器、接收器、传送器和控制单元，且以n为变量标示。例如，RXD0与TXD0表示第一组UART，以此类推。 UART传输方式 数据传送操作 数据传送封包的格式是可编程的，其包含一个开始位，5到8个数据位，一个可选择的奇偶位和一个或两个停止位。这些可以通过行控制器(LUCONn)来设定。 传送器能够产生传送中止信号。中止信号会迫使串行端口输出保持在逻辑0状态，这种状态保持一个传输包的时间长度。通常在一封包传输数据完整地传输完之后，在通过这个全0状态将中止信号传送给对方。中止信号传送之后，传送数据连续放到FIFO中（在不使用FIFO模式下，将被放到输出保持寄存器）。 UART传输方式 数据接收操作 与数据传送一样，数据接收的封包也是可程序化的，其包含一个开始位，5到8个数据位，一个可选择的奇偶位和一个位或两个停止位。 它们也都是透过行控制器（ULCONn）来设定的。接收器能够检测溢出错误，奇偶校验错误，帧错误和传输中断，每种情况下都将会将一个错误旗标位。 UART应用方式 数据接收与接收缓冲寄存器 当串行传输执行时，所要传输出去或是接收进来的的数据需要放置到特定的寄存器中。 针对传送的部分可以使用UART传送缓冲区寄存器 (保存寄存器＆ FIFO 寄存器)（UTXHn），针对接收的部分则可以使用UART接收缓冲区寄存器 (保存寄存器＆ FIFO 寄存器)（URXHn）。 UART应用方式 数据接收与接收过程的状态侦测 当串行传输执行时，传输或是接收的过程需要去判断是否可以传送或者是否可以去接收。因此，可以使用UART TX/RX状态寄存器（UTRSTATn）的bit-0~2来判断是否可以传送或是接收资料。 波特率产生器 每个UART的波特率发生器为传输提供了串行移位频率。 波特率产生器的时钟源可以是从S3C2440的PCLK,FCLK/Nh和UEXTCLK中选择。 波特率由时钟源频率16分频和UART波特率除数寄存器（UBRDIVn）指定的16-bit除数决定。 UBRDIVn的值可以按照下式确定： 除数的范围为1到（216-1）。例如，如果波特率为11