串口-Uart

S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 1 页 共 1 页 S3C44B0X中文数据手册 S3C44B0X中文数据手册 ...............................................................................................................1 10 UART...................................................................................................................................2 特性：...............................................................................................................2 10．1 UART操作 ............................................................................................................2 10．1．1数据发送..................................................................................................2 10．1．2数据接收..................................................................................................2 10．1．3自动流控制（AFC） ..............................................................................3 10．1．4非自动流控制（通过软件控制 nRTS和 nCTS）.................................3 10．1．5 调制解调器接口 .....................................................................................4 10．2中断/DMA请求产生器 ........................................................................................4 10．3 UART错误状态 FIFO ..........................................................................................4 10．4波特率发生器........................................................................................................5 10．5回送模式................................................................................................................5 10．6红外通信模式........................................................................................................5 10．7 UART寄存器 ........................................................................................................7 10．7．1 UART线控制寄存器 ..............................................................................7 10．7．2 UART控制寄存器 ..................................................................................8 10．7．3 FIFO控制寄存器 ....................................................................................8 10．7．4 UART的Modem控制寄存器 ................................................................9 10．7．5 UART发送/接收状态寄存器 .................................................................9 10．7．6 UART错误状态寄存器 ..........................................................................9 10．7．7 UART的 FIFO状态寄存器..................................................................10 10．7．8 UART的Modem状态寄存器 ..............................................................10 10．7．9 UART发送/接收保持（缓冲区）寄存器 ...........................................10 10．7．10 UART波特率除数寄存器 ..................................................................10 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 2 页 共 2 页 10 UART S3C44B0X的 UART（通用异步收发器）单元提供两个独立的异步串行 I/O端口，每个 都可以在中断和 DMA 两种模式下工作。它们支持的最高波特率为 115.2Kbps。每个 UART 通道包含 2个 16位 FIFO分别提供给接收和发送。 S3C44B0X 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。 每个UART包含一个波特率产生器，发送器，接收器和控制单元。波特率发生器以MCLK 作为时钟源。发送器和接收器包含 16字节的 FIFOs和移位寄存器。要被发送的数据，首先 被写入 FIFO然后拷贝到发送移位寄存器。然后它从数据输出端口（TxDn）依次被移位输出。 被接收的数据也同样从数据接收端口（RxDn）移位输入到移位寄存器，然后拷贝到 FIFO 中。 特性： －RxD0，TxD0，RxD1，TxD1可以以中断模式或 DMA模式工作； －UART通道 0符合 IrDA 1.0要求，且具有 16字节的 FIFO； －UART通道 1符合 IrDA 1.0要求，且具有 16字节的 FIFO； －支持收发时握手模式。 10．1 UART操作 以下将介绍 UART 的操作，包括数据发送，数据接收，中断发生，波特率发生，回送 模式，自动流控制等内容。 10．1．1数据发送 数据发送帧格式是可编程的。它包含一个开始位，5到 8个数据位，一个可选的奇偶位 和 1 到 2 个停止位，这些都可以通过线控制寄存器（UCONn）来设置。发送器也能够产生 发送中止条件。中止条件迫使串口输出保持在逻辑 0状态，这种状态保持超过一个传输帧的 时间长度。通常在一帧传输数据完整地传输完之后，再通过这个全 0状态将中止信号发送给 对方。中止信号发送之后，传送数据将持续地放入到输出 FIFO中（在不使用 FIFO模式下， 将被放到输出保持寄存器）。 10．1．2数据接收 与发送一样，接收的数据帧格式同样是可编程的。它包括了一个起始位，5到 8个数据 位，一个可选的奇偶校验位和 1 到 2 个停止位，这些都可以通过线控制寄存器（UCONn） 来设置。接收器还可以检测到溢出错误，奇偶校验错误，帧错误和中止状况，每种情况下都 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 3 页 共 3 页 会将一个错误标志置位。 z 溢出错误表示新的数据已经覆盖了旧的数据，因为旧的数据没有及时被读入； z 奇偶校验错误表示接收器检测到了意料之外的奇偶校验结果； z 帧错误表示接收到的数据没有有效的停止位； z 中止状况表示 RxDn的输入被保持为 0状态超过了一个帧传输的时间。 z 在 FIFO模式下接收 FIFO不为空，但接收器已经在 3个字时间内那没有接收到任何数 据，就认为发生了接收超时状况。 10．1．3自动流控制（AFC） S3C44B0X 的 UART 通过 nRTS 和 nCTS 信号支持自动流控制，在这种情况下必须是 UART与 UART连接。如果用户将 UART连接到调制解调器，就应该在 UMCONn寄存器中 禁止自动流控制位，并通过软件控制 nRTS。在 AFC中，nRTS由接收器的接收情况来控制， nCTS则控制了发送器的工作。UART发送器在 nCTS信号被置 1的时候发送 FIFO中的数据 （在 AFC中，nCTS意味着对方 UART的 FIFO已经准备好接收数据）。在 UART接收数据 时，如果它的接收 FIFO 中还有多于 2个字节的空余空间就必须将 nRTS置 1，从而告诉对 方“接收准备好”；当接收 FIFO的剩余空间少于 1字节时，必须将 nRTS清 0，说明“不能 再接收”。AFC接口如下图所示： 图 8－1 UART AFC接口 10．1．4非自动流控制（通过软件控制 nRTS和 nCTS） ○ 接收操作 1． 选择接收模式（中断和 BDMA模式） 2． 检查 UFSTATn 寄存器中接收 FIFO 计数器的值。如果值小于 15，用户必须设置 UMCONn[0]的值为‘1’（即激活 nRTS），并且如果它等于或大于 15，用户必须设置该 位值为‘0’（即失活 nRTS）。 3． 重复第 2步。 ○ 发送操作 1． 选择发送模式（中断或 BDMA模式） 2． 检查 UMSTATn[0]的值，如果为‘1’（nCTS被激活），用户就可以写数据到输出缓冲区 或输出 FIFO寄存器。 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 4 页 共 4 页 10．1．5 调制解调器接口 如果用户要连接到调制解调器接口，就需要 nRTS，nCTS，nDSR，nDTR，DCD和 nRI 信号。在这种情况下，用户可以通过通用其它 I/O 口来由软件控制这些信号，因为 AFC 是 不支持 RS-232C接口的。 10．2中断/DMA请求产生器 S3C44B0X的每个 UART都有 7个状态信号：溢出错误，奇偶校验错误，帧错误，中止， 接收 FIFO/缓冲区数据准备好，发送 FIFO/缓冲区空，发送移位寄存器空，所有这些状态都 由对应的 UART状态寄存器（UTRSTATn/UERSTATn）中的相应位来表现。 溢出错误，奇偶校验错误，帧错误和中止状况都被认为是接收错误状态，如果 UCONn 中的“接收错误状态中断使能位”被置位，它们中的每一个都能够引发接收错误中断请求。 当“接收错误状态中断请求”被检测到，引发请求的信号可以通过读取 UERSTATn来识别。 当接收器要将接收移位寄存器的数据送到接收 FIFO，它会激活接收 FIFO 满状态信号，如 果控制寄存器中的接收模式选为中断模式，就会引发接收中断。 当发送器从发送 FIFO 中取出数据到发送移位寄存器，那么 FIFO 空状态信号将会被激 活。如果控制寄存器中的发送模式选为中断模式，就会引发发送中断。 如果接收/发送模式被选为 DMA模式，“接收 FIFO满”和“发送 FIFO空”状态信号同 样可以产生 DMA请求信号。 与 FIFO有关的中断如下表所示： 表 8－1 与 FIFO有关的中断 10．3 UART错误状态 FIFO 除了接收 FIFO寄存器之外，UART还具有一个状态 FIFO。状态 FIFO中表示了在 FIFO 寄存器中，哪一个数据被毫无错误地接收。 假设 UART的 FIFO连续接收到 A, B, C, D, E字符，并且在接收 B字符时发生了帧错误 （即该字符没有停止位），在接收 D字符时发生了奇偶校验错。 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 5 页 共 5 页 虽然 UART错误发生了，错误中断不会产生，因为含有错误的字符还没有被 CPU读取。 当字符被读出时错误中断才会发生。如下图所示： 图 8-2 UART接收 5个字节其中包含 2个错误的情况 10．4波特率发生器 每个 UART 的波特率发生器为传输提供了串行移位时钟。波特率产生器的时钟源可以 通过 S3C44B0X的内部系统时钟来选择。波特率时钟通过时钟源 16分频和一个由 UART波 特率除数寄存器（UBRDIVn）指定的 16位除数决定。UBRDIVn的值可以按照下式确定： UBRDIVn =（取整）（MCLK/（bps×16））－1 除数的范围为 1到（2 16－1）。例如，如果波特率为 115200 bps且系统主频（MCLK） 为 64MHz，则 UBRDIVn为： UBRDIVn = (int)(64000000/(115200×16))－1 =35-1 =34 10．5回送模式 S3C44B0X的 UART提供一个测试模式，即回送模式。在这种模式下，发送的数据会立 即被接收。这一特性运行处理器校验内部发送和接收通道的功能。这种模式可以通过设置 UART控制寄存器(UCONn)中的回送位来设定。 10．6红外通信模式 S3C44B0X的 UART模块支持红外线(IR)发送和接收。可以通过设置 UART控制寄存器 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 6 页 共 6 页 （ULCONn）中的红外模式位来选择这一模式。 在 IR发送模式下，发送阶段通过正常串行发送占空比 3/16的脉冲波调制（当传送的数 据位为 0）；在 IR接收模式下，接收必须检测 3/16脉冲波来识别 0值。如下图： 通常情况下传输帧的时序 红外线接收模式下时序图 图 8－3 红外线传输模式时序 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 7 页 共 7 页 10．7 UART寄存器 寄存器名称中的 n 表示 0～1，例如 ULCONn 对应串口 0 为 ULCON0, 对应串口 1 为 ULCON1。 10．7．1 UART线控制寄存器 前面我们多次提到了线控制控制寄存器，它主要用来规定传输帧的格式。下面就来看看 线控制寄存器的位定义： S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 8 页 共 8 页 10．7．2 UART控制寄存器 10．7．3 FIFO控制寄存器 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 9 页 共 9 页 10．7．4 UART的 Modem控制寄存器 10．7．5 UART发送/接收状态寄存器 10．7．6 UART错误状态寄存器 S3C44B0X中文数据手册 2004年 8月 27日 杭州立宇泰电子有限公司 http://www.hzlitai.com.cn 电话：0571-88331446 Email:office@hzlitai.com.cn 第 10 页 共 10 页 10．7．7 UART的 FIFO状态寄存器 10．7．8 UART的 Modem状态寄存器 10．7．9 UART发送/接收保持（缓冲区）寄存器 UART接收保持（缓冲区）寄存器和 FIFO寄存器：URXH0, URXH1 注意：如果发生了溢出错误，必须读一次 URXHn 。如果不读，即使 USTATn 中的溢出错 误位被清除了，下一个接收的数据仍然会发生一个溢出错误。 10．7．10 UART波特率除数寄存器