串口裸机程序设计

我们要写串口逻辑程序，那么我们要先连接串口的基本功能

串口无外乎就是两个基本功能，一个是发，一个是收。当然我们在串口的收和发之前，我们首先的进行串口的初始化，让他处于一个正确的工作状态

我们站在学生的角度上去考虑串口逻辑程序怎么写

假如说我也不知道串口的初始化怎么做，串口的发送怎么做，串口的接收怎么做

我们可以去模仿别人怎么做

我们随便找一份代码可以发现，串口的初始化做了如下几个工作

1.配置了引脚用于RX/TX：因为我们的RX与TX经常和我们的GPIO共用的

2.1设置数据的格式：有没有校验位，停止位是多少位，数据是多少位

2.2设置工作模式

3.设置波特率

首先我们配置引脚的时候，我们在底板原理图上找到我们的这个模块

我们可以在这张图上看到串口0的发送引脚叫做TXD0

然后打开我核心板的原理图

很容易可以看到，我们TXD0这个脚和我们的GPA0_1是共用的，因此我们要设置这个脚为TXD0的这么一个功能

同样我们的TXD0也是一样的

就是设置这两位

设置数据格式就是设置如下寄存器

第二位是设置停止位的位数，从第三位到第五位是设置我们的校验位的方式的。所以我们这个寄存器就是用来设置数据格式的

设置工作模式

这里所说的工作模式是指串口收发的工作模式

我们串口可以工作在DMA，中断，轮询等工作模式。
如果我们在操作系统的情况一下，一般下DMA和中断模式下
先设置为轮询模式吧

，

这个寄存器的第0位第一位第二位第三位就是控制模式的寄存器

如果采用的是DMA的方式就设置为10

如果你使用中断或者轮询就设置为01

这个寄存器还有一个地方还要设置，那就是我们的时钟源

波特率设置

根据上面的公式我们计算如下

DIV_VAL = (PCLK / (bps x 16)) −1
         66.7*10^6 / (115200*16) -1 
         66700000/115200/16 -1
         36.2 - 1
         35.2

所以我们的UBRDIV0寄存器填入35

x/16=0.2
x = 3

我们的UDIVSLOT0寄存器填入3对应的值 0x0888

初始化大概就是这样

接下来的函数是我们发送一个字符的函数，有人会问：串口发送的时候是以一个字符包的形式完成的么。还有停止位，还有校验位这些东西，但是这些东西是我们硬件帮我们添加的。对于我们的驱动程序而言，我们只需要把我们的数据位交给我们的串口，交给我们的硬件。我们的硬件会把停止位，校验位等加上去

我们也不知道这部分代码怎么写，同样的，我们参考别人的代码。你会发现，它会去检测一个寄存器

我们发送就要检测第二位 就是Transmit buffer empty这一位，看是不是等于0。这里等于0表示我们的串口的那个寄存器不是等于空的，什么意思呢？我们串口是一位一位的发送的，我们需要等到前一次数据发送完才能发送下一次的数据。所以我们这个寄存器就是判断前一次的数据发送完没有

我们把要传输的数据写到这个寄存器就行了。

接收的功能也非常简单

同样是这个寄存器，这个寄存器的第0位就是我们的判断有没有收到数据

然后会把收到的数据放到这个寄存器里面来

这里还要提两个东西

1.串口的FIFO

FIFO是先进先出缓冲区的意思，即串口接收到的数据可以先进入FIFO，不必马上进入中断服务程序接收，这样可节省CPU时间。对于发送数据也一样，可以把要发送的数据一起写入FIFO，串口控制器可按写入顺序依次发送出去。

fifo只是一个缓冲器而已如果你的cpu没什么别的工作或完全处理的过来uart数据的话，可以用nonfifo模式如果你的cpu有一些耗时的工作要处理，也许uart数据来了很多才开始处理，这样就需要fifo做缓冲了。

串口设置的触发等级，就是预先设定的一个值。每当传输了这个值的数据量就触发一次中断。比如设置了8字节，那么每传8字节数据就会触发一次中断了。

看来许多人还没有真正理解FIFO的作用和优点，仍然停留在每收发一个字符就要中断处理一次的老思路上。UART收发FIFO主要是为了解决收发中断过于频繁而导致的CPU效率不高的问题。

FIFO的必要性。在进行UART通信时，中断方式比轮询方式要简便且效率高。但是，如果没有收发FIFO，则每传输一个数据（5～8位）都要中断处理一次，效率仍然不高。如果有了收发FIFO，则可以在连续收发若干个数据（可多至14个）后才产生一次中断，然后一起处理。这就大大提高了收发效率。

接收超时问题。如果没有接收超时功能，则在对方已经发送完毕而接收FIFO未填满时并不会触发中断（FIFO满才会触发中断），结果造成最后接收的有效数据得不到处理的问题。有了接收超时功能后，如果接收FIFO未填满而对方发送已经停，则在不超过3个数据的接收时间内就会触发超时中断，因此数据会照常得到处理。

总之，FIFO的设计是优秀而合理的，它已经帮你想到了收发过程中存在的任何问题，只要初始化配置UART后，就可以放心收发了，FIFO和中断例程会自动搞定一切！

完全不必要担心FIFO大大减少了中断产生的次数而“可能”造成数据丢失的问题！

 发送时，只要发送FIFO不满，数据只管往里连续放，放完后就直接退出发送子程序。随后，FIFO真正发送完成后会自动产生中断，通知主程序说：我已经完成真正的发送。

接收时，如果对方是连续不间断发送，则填满FIFO后会以中断的方式通知主程序说：现在有一批数据来了，请处理。

如果对方是间断性发送，也不要紧，当间隔时间过长时（2～3个字符传输时间），也会产生中断，这次是超时中断，通知主程序说：对方可能已经发送完毕，但FIFO未满，也请处理。

2.串口的流控

流控可以使数据接收设备在不能接收数据时通知数据发送设备，使其停止发送。串口的流控经常采用硬件流控和软件流控两种方式。

控制fifo的寄存器如下图

控制流控的寄存器如下图

裸机代码如下

#define GPHA0 (*(volatile unsigned long *)0xe0200000)
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900004)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900028)
#define UDIVSLOT0 (*(volatile unsigned long *)0xe290002c)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900010)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned long *)0xe2900024)
void uart_init()
{
//1. 配置引脚功能
GPHA0 &=~0xff;
GPHA0 |=0x22;
//2.1设置数据格式
//设置数据位为8-bit,停止位为一位，没有校验位
ULCON0 = 0x3;
//2.2设置工作模式
//这里所说的工作模式是指串口收发的工作模式
//我们串口可以工作在DMA，中断，轮询等工作模式。
//如果我们在操作系统的情况一下，一般下DMA和中断模式下
//先设置为轮询模式吧
//设置时钟源
UCON0 |=0x305;


UFCON  =0x00;   //不使用fifo
UMCON  =0x00;   //不使用流控


//3.配置波特率
UBRDIV0=35;
UDIVSLOT0=0x0888;
}


void uart_put(unsigned char val)
{
while((UTRSTAT0 & (1<<2)) == 0);   //有数据正在传输的时候等待
UTXH0 = val;


}
unsigned char  uart_get(void)
{
while((UTRSTAT0 & 1)==1);
return URXH0;
}