串口通讯常识及驱动程序设计
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一、串口通讯常识
1.串口角色解析
2.串口通讯参数
串口通讯，分为同步通讯和异步通讯，我们通常使用的都是异步串口。通讯时，双方先约定好数据帧的格式，即波特率，数据位，停止位，奇偶校验位等。
波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。常用的波特率有38400,115200。
起始位：当线路空闲时候，电平为高。一旦检测到一个下降沿，则视为一个起始位。然后接收方按照约定好的格式，接收这一帧数据。
数据位：一帧中实际有效数据的位数。
停止位：表示这帧数据的结束。
校验位：用于检测数据传输是否正确的位。
3.串口硬件引脚
我们通常使用的RS232的9帧串
口，其中最为重要的是2,3,5脚
2 ：RXD:接收数据
3 ：TXD:发送数据
5 ：GND:接地
二、串口驱动程序设计
2.1串口初始化
①引脚设置
②帧格式设置
③工作模式设置
④波特率设置
2.2 导读210串口初始化
void uart_init()
{
//1.配置引脚用于RX/TX功能
GPA0CON = 0x22222222;
GPA1CON = 0X2222;
//2.设置数据格式等
UFCON0 = 0X1;
//无流控
UMCON0 = 0X0;
//数据位：0，无校验，停止位：1
ULCON0 = 0X3;
//时钟：PCLK,禁止中断，使能UART发送、接收
UCON0 = 0X5;
//3. 设置波特率
UBRDIV0 = UART_UERDIV_VAL;
UDIVSLOT0 = UART_UDIVSLOT_VAL;
}
//接收一个字符
char getc(void)
{
//如果RX_FIFO空，等待
while(!(UTRSTAT0 & (1<<0)));
//取数据
return URXH0;
}
//发送一个字符
void getc(char c)
{
//如果TX_FIFO满，等待
while(!(UTRSTAT0 & (1<<2)));
//些数据
UTXH0 = c;
}
2.3 串口初始化
先看原理图，串口电路中2，3脚是RSTXD0、TSRXD0。对应于底板的原理图，位GPH2、GPH3
#define GPHCON *((volatile unsigned long*) 0x56000070)
#define ULCON0 *((volatile unsigned long*) 0x50000000)
#define UCON0 *((volatile unsigned long*) 0x50000004)
#define UBRDIV0 *((volatile unsigned long*) 0x50000028)
#define UTRSTAT0 *((volatile unsigned long*) 0x50000010)
#define UTXH0 *((volatile unsigned long*) 0x50000020)
#define URTH0 *((volatile unsigned long*) 0x50000024)
#define PCLK 50000000
#define BAUD 115200
void uart_init()
{
//1.配置引脚功能
GPHCON &= ~(0xf<<4); //先清0
GPHCON |= (0xa<<4); //设置成TX和RX，0b1010
//2.1设置数据格式
ULCON0 = 0b11;
//2.2设置工作模式
UCON0 = 0b0101;
//3.设置波特率,这里使用的是PCLK
UBRDIV0 = (int)(PCLK / (BAUD *16) - 1);
}
void putch(unsigned char ch)
{
//和210的基本一样
while(!(UTRSTAT0 & 1<<2));
UTXH0 = ch;
}
unsigned char getch(void)
{
unsigned char ret;
//和210的基本一样
while(!(UTRSTAT0) & (1<<0));
ret = URTH0;
if((ret == 0x0d) ||(ret == 0x0a))
{
putch(0x0d);
putch(0x0a);
}
else
putch(ret);
return ret;
}
2.4 串口收发
为了测试串口是否可用可以在main.c中增加下列代码。
int gboot_main()
{
unsigned char buf[2048];
#ifdef MMU_ON
mmu_init();
#endif
led_init();
led_on();
button_init();
init_irq();
uart_init();
while(1)
{
getch();
}
return 0;
}
三、串口控制台建立
1、控制台框架搭建
1.1 控制台类型：
①菜单型：串口选择序号
②解析型：判断指令是否是所支持的，来搜索运行。
1.2 菜单型控制台搭建
在main.c函数中打印信息，输出菜单，并判断。
int gboot_main()
{
int num;
#ifdef MMU_ON
mmu_init();
#endif
led_init();
led_on();
button_init();
init_irq();
uart_init();
while(1)
{
printf("n***************************************nr");
printf("n*************GBOOT*********************nr");
printf("1.Download Linux kernel from TFTP Server!nr");
printf("2.Boot Linux from RAM!nr");
printf("3.Boot Linux from Nand Flash!nr");
printf("n Plsase Select:");
scanf("%d",&num);
switch(num)
{
case 1:
//tftp_load();
break;
case 2:
//boot_linux_ram();
break;
case 3:
//boot_linux_nand();
break;
default:
printf("Error: wrong Selection!nr");
break;
}
}
return 0;
}
2、printf/scanf函数实现
2.1 了解printf和scanf函数
#man 3 printf
int printf(const char *format, ...); //...是变参
2.2 实现printf函数、scanf函数
int printf(const char* fmt, ...)
{
int i;
va_list args;
//1.将变参转化为字符串
va_start(args,fmt); //设置args指向fmt（第一个参数）
vsprintf((char*)outbuf, fmt, args); //将args存放到outbuf中
va_end(); //结束
//2.打印字符串到串口
for(i = 0; i< strlen((char *)outbuf); i++)
{
putc(outbuf[i]);
}
return i;
}
int scanf(const char *fmt, ...)
{
unsigned char c;
int i = 0;
va_list args;
//1.获取输入字符串
while(1)
{
c = getc();
if((c == 0x0d) || (c == 0x0a))
{
inbuf[i] = 'n';
break;
}
else
{
inbuf[i] = c;
i++;
}
}
//2.格式转换
va_start(args, fmt);
vsscanf((char *)inbuf, fmt, args);
va_end(args);
return i;
}
然而报错了：
va_start这些宏需要自己来定义，所以要把内核中的文件集成到gboot中来。通过修改Makefile，使用上提供的代码。
lib目录下的Makefile，最后生成lib.o
objs := div64.o lib1funcs.o ctype.o muldi3.o printf.o string.o vsprintf.o
all : $(objs)
arm-linux-ld -r -o lib.o $^
%.o : %.c
arm-linux-gcc ${CFLAGS} -c $^
%.o : %.S
arm-linux-gcc ${CFLAGS} -c $^
clean:
rm -f *.o
修改自己的Makefile文件：
OBJS := start.o main.o dev/dev.o lib/lib.o //这里增加了lib/lib.o
CFLAGS := -fno-builtin -I$(shell pwd)/include //编译时所需的选项，-fno-builtin:去掉内联函数选项 -I$(shell pwd)/include 增加头文件寻找路径
export CFLAGS //导出，是的lib下的Makefile也能用CFLAGS
all : gboot.elf
arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin
gboot.elf : $(OBJS)
arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^
%.o : %.S
arm-linux-gcc -g -c $^
%.o : %.c
arm-linux-gcc $(CFLAGS) -c $^
lib/lib.o : //增加依赖/lib/lib.o
make -C lib all //执行make all在lib目录下，
dev/dev.o :
make -C dev all
.PHONY: clean
clean:
rm -f gboot.elf gboot.bin *.o
make -C lib clean
make -C dev clean
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