S3C2416裸机开发系列十_串口打印调试

在嵌入式软件开发过程中，往往都会用到串口进行打印信息以跟踪调试代码的运行。只要在代码的关键位置加入打印函数，即可分析代码在这一位置的关键参数是否正确，运行状态是否无误以及相关的出错信息。通过串口线连接PC端COM口与开发板的UART即可实现开发板与PC机的通信。在代码调试阶段，开始板的状态信息通过串口打印显示在PC端屏幕，可以一目了然，是一种非常重要的调试手段。笔者此处就s3c2416的串口打印使用作一个简单的介绍。

在使用任何外设前，一般都是需要对外设初始化。UART也不例外，使用前需设置波特率、通信控制、通信的处理方式(中断还是查询)等。设置波特率为115200，8位数据，1位停止位，没有奇偶检验(uboot默认设置)，对于慢速外设，高速cpu一般不应通过查询的方式去确定外设发送完数据或接收到数据，这会让cpu处于空等的状态，cpu效率很低，对于外设需发送或接收大量数据的情况更是如此。因此笔者此处主要讲解s3c2416串口中断方式去发送和接收数据的情况。由于s3c2416的UART发送和接收均有64字节的FIFO，通过中断的方式可以连续装载发送的数据到FIFO中或从FIFO中连续读出接收的数据，应用只需通过Uart0中断请求告知需发送或接收的数据长度及数据保存位置，即可进行等待挂起(如ucos中等待信号量标志等函数OSSemPend)，cpu可转而处理其它的事情，当Uart0中断发送或接收完应用请求的所有数据，即可发送相关的信号量或标志唤醒之前等待挂起的应用(如ucos中发送信号量标志等函数OSSemPost)，cpu再转而继续处理之前的应用。Uart0_Init()函数如下：

voidUart0_Init()

{

// 设置GPH0,GPH1为TX和RX

rGPHCON &= ~((3<<0)|(3<<2));

rGPHCON |= (2<<0)|(2<<2);

// 8位数据,一个停止位,没有奇偶检验

rULCON0 = 0x3;

// UART0 FIFO使能,Tx发送空时中断,Rx 16bytes中断

rUFCON0 = (0<<6) | (2<<4) | 0x7;

// 流控制禁止

rUMCON0 = 0;

// 发送接收中断使能,使用PCLK时钟66M

rUCON0 = 0x5 | (1<<7) | (2<<10);

// 设置波特率

rUBRDIV0 = 66000000/(16*Baudrate)-1;

rUDIVSLOT0 = 0x0888;

// 注册UART0 IRQ中断

IRQ_Register(INT_UART0, Uart0_IRQ);

// UART0 IRQ

rINTMOD1 &= ~(1 << INT_UART0);

// 开启RX子中断

// 在写入FIFO之前,TX必须关闭中断,不然FIFO空引发中断

rINTSUBMSK |= 0x7;

rINTSUBMSK &= ~(1 <<0);

// UART0开启中断

rINTMSK1 &= ~(1 <

}

C语言的一些库函数功能很强大，没有必要再自己去实现。软件调试时，可能用的最多的函数就是printf。由于printf格式化输出是面向控制台的，在arm目标中是通过一种半主机的方式，把printf函数输出请求传送至运行调试器的主机。如果不对printf进行重定向是不能在目标板中使用printf等函数的(fputc和 fgetc重定向到串口或目标板屏幕)。笔者此处为了通用，不重定向改写printf，而是使用vsnprintf函数进行格式化输出到字符串中，再把字符串发送到串口，实现与printf类似的串口打印输出。串口格式化打印函数Uart0_Printf()如下：

// 串口打印函数,替换库函数printf函数功能

// printf是向控制台输出信息,通过vsnprintf格式化数据输出

// 到字符串,并通过串口发送字符串函数进行串口打印

voidUart0_Printf(char *fmt, ...)

{

va_list ap;

char String[1024];

va_start(ap, fmt);

vsnprintf(String, sizeof(String), fmt, ap);

va_end(ap);

Uart0_SendString(String);

}

Uart0_Printf()通过vsnprintf()格式化输出到字符串后，即可用Uart0_SendString()进行字符串发送，Uart0_SendString()会确定出字符串的长度，即确定串口发送的数据长度，再调用Uart0_SendData()进行发送一定长度的字节数据到串口。

// 通过串口发送字符串

voidUart0_SendString(char *String)

{

unsigned int Len;

char *Temp = String;

if (String == 0) {

return;

}

Len = 0;

// 获得字符串的长度

while (*Temp++) {

Len++;

}

Uart0_SendData((unsigned char *)String,Len);

}

Uart0_SendData()会最终向uart0请求发送一定长度的数据，以及数据所在的位置，之后会进入等待，直到uart0中断发送完所有请求的数据。由于Uart对外发送数据是很慢的，如果有操作系统或状态机实现中，在while等待中，可改成类似信号量等待，把Uart0_SendData()函数挂起(如OSSemPend(ucos))，直到uart0中断完成请求后，发送信号量或标志再唤醒执行(如OSSemPost(ucos))。Uart0_SendData()函数实现如下：

// 通过串口发送任意长度的数据

voidUart0_SendData(unsigned char *pBuffer, unsigned int Len)

{

if (pBuffer == 0 || Len == 0) {

return;

}

TxLen = Len; // 向中断请求发送的数据字节长度

pTxData = pBuffer; // 发送数据的位置

TxLen--; // 发送了一字节,发送数据长度减1

// 发送第一个字节完后会产生中断,之后数据在中断函数中连续发送

rUTXH0 = *pTxData++;

rINTSUBMSK &= ~(1 <<1); // 数据写入FIFO后开启TX发送完中断

while(TxLen != -1) {

// 等待UART0数据发送完

// 可改成操作系统信号量等待函数,提高cpu效率,如OSSemPend(ucos)

}

}

Uart0_SendByte()用来向串口发送一字节的数据(字符)，其向uart0请求一字节的数据发送。

// 通过串口发送一字节数据

voidUart0_SendByte(unsigned char Byte)

{

TxLen = 0; // 发送1字节后,发送数据长度为0

rUTXH0 = Byte; // 1字节数据装载进FIFO中

rINTSUBMSK &= ~(1 <<1); // 数据写入FIFO后开启TX中断

while (TxLen != -1) { // 等待中断中发送完标志

// 等待UART0数据发送完

// 可改成操作系统信号量等待函数,提高cpu效率,如OSSemPend(ucos)

}

}

Uart0_ReceiveString()用来请求通过串口接收字符串，其会调用Uart0_ReceiveByte()来向uart0请求接收一个字节的数据，根据接收到的字符数据判断是否字符串结束或者回车结束。

// 通过串口接收字符串,指定缓存长度为Len

voidUart0_ReceiveString(char *pBuffer, unsigned int Len)

{

char *Temp;

unsigned int i;

if (pBuffer == 0 || Len == 0) {

return;

}

Temp = pBuffer;

for (i=0; i

*Temp = Uart0_ReceiveByte();

if (*Temp == 0 || *Temp == 'r') {

break; // 字符串结束或回车则结束输入

}

Temp++;

}

if (i < Len) {

pBuffer[i] = 0; // 字符串末尾加入结束字符0

} else {

pBuffer[Len-1] = 0;

}

}

Uart0_ReceiveByte()会通过uart0请求接收一个字节的数据，阻塞直到接收到数据返回。

// 通过串口接收一字节数据

charUart0_ReceiveByte(void)

{

unsigned char Value;

pRxData = &Value; // 中断中接收的1字节数据放在Value中

RxLen = 1; // 接收长度为1字节

while(RxLen != 0) {

// 等待UART0数据接收

// 可改成操作系统信号量等待函数,提高cpu效率,如OSSemPend(ucos)

}

return ((char)Value);

}

Uart0_IRQ()中断处理函数用来处理应用的发送请求以及接收请求。如果请求的发送数据长度或请求的接收数据长度过大，将会分多个中断请求来分包发送数据或接收数据，直到所有的数据请求均完成后，通过发送信号量(如OSSemPost(ucos))或完成标志告知请求的应用。

// 请求通过串口发送的字节数

static volatile int TxLen = 0;

// 请求通过串口接收的