在沒有引入UART之前，由于沒有OS，我們寫程序燒到開發(fā)板內(nèi)執(zhí)行后，并不能在程序的運(yùn)行過(guò)程中打印一些提示信息告訴我們程序究竟運(yùn)行了如何或者提供接口讓用戶去控制程序的運(yùn)行路徑，最后也只能通過(guò)物理現(xiàn)象去判斷程序是否執(zhí)行成功。
使用串口我們便可以實(shí)現(xiàn)開發(fā)板最基本的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)同開發(fā)板的交互，控制程序的運(yùn)行，并且在程序運(yùn)行中打印出一些信息進(jìn)行debug。實(shí)際上bootloader和kernel的控制臺(tái)（nfs模式）都是通過(guò)uart實(shí)現(xiàn)的。由此我們可以發(fā)現(xiàn)uart在實(shí)際開發(fā)中是非常重要的。
1. s3c2410串口基礎(chǔ)
S3C2410A UART詳細(xì)的規(guī)格說(shuō)明請(qǐng)參考S3c2410的datasheet。
1） S3C2410的uart默認(rèn)使用的系統(tǒng)時(shí)鐘是PCLK。
這和計(jì)算uart的波特率有關(guān)。
2） UART的功能模塊及數(shù)據(jù)傳輸流程
每一個(gè)uart都包含一個(gè)波特率發(fā)生器（Baudrate Generator），發(fā)送器（Transmitter），接收器（Receiver）以及一個(gè)控制邏輯（Control Unit）。
波特率發(fā)生器使用的時(shí)鐘可以為PCLK（默認(rèn)）或者UEXTCLK（主要是為了達(dá)到更高的波特率，默認(rèn)使用PCLK最高為230.4k bps）。發(fā)送器和接受器分別包括一個(gè)16-byte的FIFO以及一個(gè)數(shù)據(jù)移位器（data shifter）。數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)送引腳（TxDn）和接收引腳（RxDn）進(jìn)行發(fā)送和接收。
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU通過(guò)內(nèi)部總線將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入Transmit buffer，對(duì)程序員來(lái)講即將數(shù)據(jù)寫入Transmit Holding RegiSTer（若使用FIFO Mode也是寫入這個(gè)寄存器，硬件內(nèi)部會(huì)自動(dòng)判斷）。然后Transmitter按照Buad-rate Generator產(chǎn)生的波特率將Transmit Buffer內(nèi)的數(shù)據(jù)移入Transmit Shifter, 最后通過(guò)TXDn引腳發(fā)送出去。
接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收引腳（RxDn）按一定波特率通過(guò)UART接口模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)接收進(jìn)來(lái)存放在Receive Shifter然后再移入Receive Buffer。對(duì)程序員來(lái)講即通過(guò)Receive Holding Register讀取接收到的數(shù)據(jù)（類似發(fā)送，不管是否使用FIFO Mode都是讀該寄存器獲取接收到的數(shù)據(jù)）。
Transmit Holding Register和Receive Holding Register都是8 bit大小的寄存器，即每次可讀寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。
3） 波特率的計(jì)算
波特率時(shí)鐘主要是用來(lái)提供串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時(shí)所需要的時(shí)鐘信號(hào)。
計(jì)算方法為源時(shí)鐘（默認(rèn)為PCLK）除以16以及一個(gè)16位分頻因子（divisor）。分頻因子的值存儲(chǔ)在baudrate divisor register （UBRDIVn）內(nèi)，由用戶指定。
通常我們計(jì)算波特率的方法為根據(jù)想要的波特率反過(guò)來(lái)計(jì)算divisor, 然后將該值寫入Divisor Register（UBRDIVn）寄存器內(nèi)。公式如下：
UBRDIVn = （int）（PCLK/（bps x 16） ） -1
Bps為我們需要設(shè)置的波特率，比如115200。
2. s3c2410串口實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)代碼很簡(jiǎn)單，非常適合串口編程入門。
內(nèi)容為：通過(guò)串口打印出一行信息提示用戶輸入一個(gè)字符。若用戶輸入’e’即退出程序。若輸入其他字符則重復(fù)嘗試。
下面具體分析：（部分內(nèi)容引用自《S3C2410完全開發(fā)流程》，這里感謝其作者的貢獻(xiàn)）
UART的寄存器有11X3個(gè)（3個(gè)UART）之多，我們選最簡(jiǎn)單的方法來(lái)進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)，用到的寄存器也有8個(gè)。不過(guò)初始化就用去了5個(gè)寄存器，剩下的3個(gè)用于接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。如此一來(lái)，操作UART倒也不復(fù)雜。本板使用UART0：
1） 初始化：
a. 把使用到的引腳GPH2、GPH3定義為TXD0、RXD0：
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
b.ULCON0 （ UART channel 0 line control register ）：設(shè)為0x03
此值含義為：8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無(wú)校驗(yàn)，正常操作模式。
c.UCON0 （UART channel 0 control register ）：設(shè)為0x05
除了位[3:0]，其他位都使用默認(rèn)值。位[3:0]=0b0101表示：發(fā)送、接收都使用“中斷或查詢方式”--本實(shí)驗(yàn)使用查詢查詢方式。
d.UFCON0 （UART channel 0 FIFO control register ）：設(shè)為0x00
每個(gè)UART內(nèi)部都有一個(gè)16字節(jié)的發(fā)送FIFO和接收FIFO，但是本實(shí)驗(yàn)不使用FIFO，設(shè)為默認(rèn)值0
e.UMCON0 （UART channel 0 Modem control register ）：設(shè)為0x00
本實(shí)驗(yàn)不使用流控，設(shè)為默認(rèn)值0
f.UBRDIV0 （ R/W Baud rate divisior register 0 ）：設(shè)為27
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
本實(shí)驗(yàn)使用PLL，PCLK=50MHz，設(shè)置波特率為115200，則由公式
UBRDIVn = （int）（PCLK / （bps x 16） ） -1
可以計(jì)算得UBRDIV0 = 27，請(qǐng)使用S3C2410數(shù)據(jù)手冊(cè)第314頁(yè)的誤差公式驗(yàn)算一下此波特率是否在可容忍的誤差范圍之內(nèi)，如果不在，則需要更換另一個(gè)波特率（本實(shí)驗(yàn)使用的115200是符合的）。
2） 發(fā)送數(shù)據(jù)：
a.UTRSTAT0 （ UART channel 0 Tx/Rx status register ）：
位[2]：無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，自動(dòng)設(shè)為1。當(dāng)我們要使用串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先讀此位以判斷是否有數(shù)據(jù)正在占用發(fā)送口。
位[1]：發(fā)送FIFO是否為空，本實(shí)驗(yàn)未用此位
位[0]：接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，若有，此位設(shè)為1。本實(shí)驗(yàn)中，需要不斷查詢此位一判斷是否有數(shù)據(jù)已經(jīng)被接收。
b.UTXH0 （UART channel 0 transmit buffer register ）：
把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入此寄存器。
關(guān)鍵字：ARM9 硬件接口 UART
3） 接收數(shù)據(jù)：
a.UTRSTAT0：如上描述，我們用到位[0]
b.URXH0 （UART channel 0 receive buffer register ）：
當(dāng)查詢到UTRSTAT0 位[0]=1時(shí)，讀此寄存器獲得串口接收到的數(shù)據(jù)。
4） 實(shí)驗(yàn)源代碼
/* main.c */
#include "uart.h"
#include "clock.h"
#include "watchdog.h"
int Main（void）
{
char key = ' ';
clock_init（）； //初始化時(shí)鐘
uart_init（）； //初始化串口
close_watchdog（）；
uart_send（"uart communication success!\r\n"）；
while（1）
{
uart_send（"If you want to quit ,please pess 'e'\r\n"）；
key = uart_get（）；
if （key == 'e'）
{
uart_send （"you pressed 'e' and you'll quit!\r\n"）；
break;
}
else
{
uart_send（"you pressed "）；
uart_send（&key）；
uart_send（",retry!\r\n"）；
}
}
uart_send（"the program exited by user!\r\n"）；
return 0;
}
下面是串口相關(guān)部分源碼：
void uart_init（void）
{
ULCON0 = 0x03; //8N1
UCON0 = 0x005; //中斷或查詢方式
UFCON0 = 0x00; //不使用FIFO
UMCON0 = 0x00; //不使用流控
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
}
void uart_send（char * c）
{
for （； *c != '\0'; c++）
{
while（?。║TRSTAT0 & TXD0READY）） ; //不斷查詢，直到可以發(fā)送數(shù)據(jù)
UTXH0 = *c ; //發(fā)送數(shù)據(jù)
}
}
unsigned char uart_get（void）
{
while（?。║TRSTAT0 & RXD0READY）） ; //不斷查詢，直到接收到了數(shù)據(jù)
return URXH0; //返回接收到的數(shù)據(jù)