实验二 ARM的UART实验
一、实验目的
1. 了解并熟悉UART的概念及其工作原理； 2. 掌握ARM相应的寄存器配置； 3. 能够用C编写出相应的串口程序；
二、实验内容
1. 在实验箱的CPU板上运行程序，在超级终端上回显发送的数据！
三、实验设备
1. EL-ARM-830+教学实验箱，PentiumII以上的PC机，仿真调试电缆，串口直连电缆。 2. PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ADS1.2集成开发环境，
仿真调试驱动程序。
四、UART的工作原理
通用的串行I／O 接口有许多种，最常见的一种标准是美国电子工业协会推荐的一种标准，即，RS—232C。这种标准在PC系列中大量采用9 针接插件。在ARM的处理器中，也采用了这种标准。具体的硬件机械、电气特性请参阅有关RS232串口通信的书籍。
S3C2410的UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter,通用异步收发器）单元提供3个独立的异步串行I/O口，都可以运行于中断模式或DMA模式。也就是说，UART可以产生中断请求或DMA请求，以便在CPU和UART之间传递数据。它最高可支持115200bps的传输速率。S3C2410中每个UART通道包含两个用于接收和发送数据的16位FIFO队列。
S3C2410的每个UART都有波特率发生器、数据发送器、数据接收器，及控制单元。内部数据通过并行数据总线到达发送单元后，进入FIFO队列，或不进入FIFO队列，通过发送移相器TXDn引脚发送出去，送出的数据通过一个电压转换芯片将3.3V的TTL/COMS电平转换成EIA （Electronic industries Association）电平，送进PC的串口。
数据接收的过程刚好相反，外部串口信号需要先把EIA 电平经电压转换芯片把电平转换3.3V的TTL/COMS电平，然后由RXDn管脚进入接收移相器，经过转换后放到并行数据总线上，由CPU进行处理或直接送到存储器中（DMA方式下）。
在正确使用S3C2410的串口进行收发实验前，首先，要配置相关的寄存器组。见表2-8-1。表2-8-1为串口0和串口1的线性控制寄存器的配置说明，推荐使用值：0X03； infra-Red Mode：红外、正常模式选择：
[6] 0 正常模式， 1 红外模式
表2-8-1
Parity Mode：奇偶校验模式选择：
[5:3] 0XX 无奇偶校验
100 奇校验 101 偶校验
110 强制校验/校验1 111 强制校验/校验0
Number of stop bit：停止位选择：
[2] 0 1个停止位， 1 2个停止位 Word length： 字长
[1:0] 00 5位， 01 6位，10 7位， 11 8位
表2-8-2为串口0和串口1的控制寄存器的配置说明，推荐使用值：0X245； Clock Selection 选择使用的时钟
[10] 0： 使用PCLK， 1：使用UCLK引脚引入的时钟 Tx interrupt type 发送中断请求类型
[9] 0 =边沿， 1 =电平
Rx interrupt type 接收中断请求类型
[8] 0 =边沿， 1 =电平
Rx time out enable 允许/不允许Rx超时中断
[7] 0 =禁止 1 =使能
Rx error status interrupt enable 允许/不允许UART错误中断
[6] 0 =不允许 1 =允许
表2-8-2
Loop-back Mode： 该位为1使UART进入loop back 模式
[5]
0 = 正常模式， 1 = Loop-back 模式
Send Break Signal： 该位为1使UART发送一个暂停条件，该位在发送一个暂停信号
后自动清除
[4]
Transmit Mode： 这两位确定哪个模式可以写TX数据到UART发送保持寄存器
[3:2] 00 = 禁止
01 = 中断请求或查询模式 10 = BDMA0 请求 (仅为 UART0) 11 = BDMA1 请求 (仅为 UART1)
Receive Mode： 这两位确定哪个模式可以从UART接收缓冲寄存器读数据
00 = 禁止
01 = 中断请求或查询模式 10 = BDMA0 请求 (仅为 UART0) 11 = BDMA1 请求 (仅为 UART1)
表2-8-3为串口0和串口1的FIFO控制寄存器的配置说明，推荐使用值：0X00；
0 = 正常发送， 1 = 发送断点信号
表2-8-3
Tx FIFO Trigger Level： 这两位确定发送FIFO的触发条件
[7:6] 00 =空， 01 =4字节， 10 =8字节， 11 =12字节
Rx FIFO TriggerLevel 这两位确定接收FIFO的触发条件
[5:4] 00 =空， 01 =4字节， 10 =8字节， 11 =12字节
Reserved [3]
保留
Tx FIFO Reset TX FIFO复位位，该位在FIFO复位后自动清除
[2] 0 =正常，
1= Tx FIFO 复位
Rx FIFO Reset Rx FIFO复位位，该位在FIFO复位后自动清除
[1] 0 = 正常，
1= Rx FIFO 复位
FIFO Enable FIFO模式选择
[0] 0 = 禁止FIFO 1 = FIFO 模式
表2-8-3为串口0和串口1的模式控制寄存器的配置说明，推荐使用值：0X00； AFC(Auto Flow Control AFC是否允许
[4] 0 = 禁止 1 = 使能 Request to Send： 如果AFC允许,该位忽略
[0] 0 = 高电平(禁止 nRTS) 1 = 低电平(激活 nRTS)
表2-8-4
这是需要用程序配置的有关串口的寄存器，其他的是一些状态寄存器，如UART TX/RX状态寄存器， UART 错误状态寄存器， UART FIFO状态寄存器， UART MODEM状态寄存器， UART 接收缓冲寄存器和FIFO寄存器。
当然，关于UART 波特率设置，则有专门的分频寄存器进行设置。计算公式具体如下：
UBRDIVn = (int)(PCLK / (bps x 16) ) –1 或者 UBRDIVn = (int)(UCLK / (bps x 16) ) –1
PCLK是外围总线频率，UCLK是UCLK引脚引入的时钟频率。例如在PCLK=50.7MHz下，当波特率取115200时，
UBRDIVn = int(50700000 / 115200 / 16) – 1 = 26 根据具体的程序要求，正确配置各寄存器。
详细具体设置应用，请参见HARDWARE\\ADS\\实验八目录下的UART.mcp项目文件。请详细阅读代码注释。
五、实验步骤
1. 本实验使用实验教学系统的CPU板，串口。在进行本实验时，LCD电源开关、音频
的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。
2．在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆。使用串口线连接PC机串口1和实验箱CPU板的串口，使用直连线连接底板串口2和PC机上的串口2之间的电缆。
3．打开超级终端，配置串口的属性（如COM1），配置波特率为115200，校验位无，数据位为8，停止位为1，数据控制流为无；检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电，同时按住“空格”键，进入VIVI状态。
4．打开ADS1.2开发环境，从里面打开\\实验程序\\HARDWARE\\ADS\\实验八\%uart.mcp项目文件，进行编译。
5．编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载实验程序\\HARDWARE\\ADS\\实验八\\UART_Data\\Debug中的映象文件程序映像UART.axf。
6．再打开一个超级终端1，进行设置（115200，8位数据，1位停止位，无奇偶校验）； 7．在ADS调试环境下，全速运行映象文件。激活超级终端0，敲键盘，观察超级终端0，超级终端1的内容显示！所敲键盘的字符应该在两个超级终端上显示出来。实验的原理就是把键盘敲击的字符通过PC机的串口发送给实验箱上的ARM的CPU板的串口0，ARM的CPU板上的串口得到字符后，通过ARM把它送给CPU板上的串口0输出给PC，以及通过底板上的串口1，送给PC机。这样，就完成了串口间的收发数据。