将S3C2416的RS232改为RS485（修改内核驱动）

基本知识：

         ARM一般会使用电平转换芯片把串口TTL电平转换成相应的232或485电平信号。与232稍有不同的是，一般的485是半双工的，意思就是说同一时刻要么处于接收状态要么处于发送状态。485芯片有许多种，但基本大同小异，一般有2个引脚给用户来控制收发状态。当RE为低电平时，485芯片数据输入有效(低电平接收状态)；当DE为高电平时，485芯片数据输出有效(高电平发送状态)。在半双工使用中，通常可以将这两个脚直接相连，然后通过输出的高低电平就可以让485芯片在接收和发送状态之间转换了。

方案：

不管怎样的方案都需要一个485芯片，不同的是收发状态的控制，可以由电路本身控制，也可以接到CPU的IO口由驱动来控制。

1.电路本身控制：市面上可以买到的485转换器都使用这种方案，简单来讲，就是从485芯片的DI脚(接到ARM的TXD)取得收发状态，进而设置485芯片的收发状态。

2.IO口控制：单片机很多使用此方案，因为实现起来简单，但是用在ARM上就不简单了，本文就介绍此方案。

单片机控制的话，大概是这么个流程：一开始是接收状态，数据发送前先置高，并稍作延时，等待485芯片初始化为发送状态，然后开始发送，发送完成后稍作延时，等待发送完成，然后置低进入接收状态。

在ARM中虽然需要修改内核驱动，而且还要占用额外的IO口，但仍然是一个可行的方案，经测试各种波特率都使用正常，连续几天使用过程中也挺稳定。详细请看具体实现方法。

具体实现方法：

S3C2416共有4个串口，UART0、UART1、UART2、UART3。其中UART0用于调试用，将剩余三个改为RS485。

最终实现的效果：和一般的232串口一样使用，应用层无需改变，占用的3个GPIO口就不能再做其它用了。

使用用的内核版本为Linux 3.8.5

需要修改内核源代码路径下的 drivers/tty/serial/samsung.c

1.因为要操作GPIO，所以要引用相关头文件

#include <asm/gpio.h>

#include <mach/regs-gpio.h> 2.把static struct uart_ops s3c24xx_serial_ops复制一份，并修改成如下，有3处//2014-8-26 add by whl
//在s3c24xx_serial_ports中，定义了串口相关操作——s3c24xx_serial_ops
static struct uart_ops s3c24xx_485_ops = {
.pm= s3c24xx_serial_pm, //电源管理
.tx_empty= s3c24xx_serial_tx_empty,//发送缓存区空
.get_mctrl= s3c24xx_serial_get_mctrl, //得到modem控制设置
.set_mctrl= s3c24xx_serial_set_mctrl,//设置modem控制
.stop_tx= s3c24xx_485_stop_tx,//停止发送
.start_tx= s3c24xx_485_start_tx, //开始发送
.stop_rx= s3c24xx_serial_stop_rx,//停止接受
.enable_ms= s3c24xx_serial_enable_ms, //modem状态中断使能
.break_ctl= s3c24xx_serial_break_ctl,//控制break信号的传输
.startup= s3c24xx_485_startup, //启动端口
.shutdown= s3c24xx_serial_shutdown, //禁止端口
.set_termios= s3c24xx_serial_set_termios,//设置端口参数
.type= s3c24xx_serial_type,  //返回描述特定端口的常量字符串指针
.release_port= s3c24xx_serial_release_port, //释放端口所占的内存和资源
.request_port= s3c24xx_serial_request_port, //申请端口所需的内存和资源
.config_port= s3c24xx_serial_config_port, //配置端口
.verify_port= s3c24xx_serial_verify_port,//验证端口
#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
.poll_get_char = s3c24xx_serial_get_poll_char,
.poll_put_char = s3c24xx_serial_put_poll_char,
#endif
};

然后修改：

//whl: uart驱动的结构为：

static struct uart_driver s3c24xx_uart_drv = {

.owner= THIS_MODULE,

.driver_name= "s3c2410_serial",//whl: 驱动名，在/proc/tty/driver/目录下显示的名字

.nr= CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS, //whl: uart的端口数

.cons= S3C24XX_SERIAL_CONSOLE,

.dev_name= S3C24XX_SERIAL_NAME,//whl:  设备名——ttySAC

.major= S3C24XX_SERIAL_MAJOR, //whl:  主设备号——204

.minor= S3C24XX_SERIAL_MINOR, //whl:  次设备号——64

};

static struct s3c24xx_uart_port s3c24xx_serial_ports[CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS] = {

[0] = {//端口0

.port = {

.lock= __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[0].port.lock),

.iotype= UPIO_MEM, //(2)

.uartclk= 0, //时钟值

.fifosize= 16, //FIFO缓存区大小

.ops= &s3c24xx_serial_ops,//串口相关操作

.flags= UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line= 0, //线路

}

},

[1] = {//端口1

.port = {

.lock= __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[1].port.lock),

.iotype= UPIO_MEM,

.uartclk= 0,

.fifosize= 16,

.ops= &s3c24xx_485_ops,

.flags= UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line= 1,

}

},

#if CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS > 2

[2] = {//端口2

.port = {

.lock= __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[2].port.lock),

.iotype= UPIO_MEM,

.uartclk= 0,

.fifosize= 16,

.ops= &s3c24xx_485_ops,

.flags= UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line= 2,

}

},

#endif

#if CONFIG_SERIAL_SAMSUNG_UARTS > 3

[3] = {//端口3

.port = {

.lock= __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_serial_ports[3].port.lock),

.iotype= UPIO_MEM,

.uartclk= 0,

.fifosize= 16,

.ops= &s3c24xx_485_ops,

.flags= UPF_BOOT_AUTOCONF,

.line= 3,

}

}

#endif

};

3.定义s3c24xx_485_startup

//启动端口

static int s3c24xx_485_startup(struct uart_port *port)

{

struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);

int ret;

dbg("s3c24xx_serial_startup: port=%p (%08lx,%p)\n",

    port->mapbase, port->membase);

rx_enabled(port) = 1;//接收数据使能

//申请接收数据中断，s3c24xx_serial_rx_chars为中断处理函数

ret = request_irq(ourport->rx_irq, s3c24xx_serial_rx_chars, 0,

  s3c24xx_serial_portname(port), ourport);

if (ret != 0) {

dev_err(port->dev, "cannot get irq %d\n", ourport->rx_irq);

return ret;

}

ourport->rx_claimed = 1;//标志

dbg("requesting tx irq...\n");

tx_enabled(port) = 1;//发送数据使能

//申请发送数据中断，s3c24xx_serial_tx_chars为中断处理函数

ret = request_irq(ourport->tx_irq, s3c24xx_485_tx_chars, 0,

  s3c24xx_serial_portname(port), ourport);

if (ret) {

dev_err(port->dev, "cannot get irq %d\n", ourport->tx_irq);

goto err;

}

ourport->tx_claimed = 1; //标志

dbg("s3c24xx_serial_startup ok\n");

/* the port reset code should have done the correct

 * register setup for the port controls */

//============================================================

//add by whl 2014-8-26

  if (port->line == 1)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(9), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(9), 0);

   }

 //串口2 对应的端口初始化 add  by whl

  if (port->line == 2)

   {

     s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(4), S3C2416_GPH4_TXD2);

 s3c_gpio_setpull(S3C2410_GPH(4), 1);

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(5), S3C2416_GPH5_RXD2);

 s3c_gpio_setpull(S3C2410_GPH(5), 1);

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(8), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(8), 0);

   }

  if (port->line == 3)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPE(5), 0);

 //printk("%s: channl 3 low\n", __func__);

   }

//============================================================

return ret;

 err:

s3c24xx_serial_shutdown(port);

return ret;

}

4.定义s3c24xx_485_tx_chars

{

struct s3c24xx_uart_port *ourport = id;

struct uart_port *port = &ourport->port;

struct circ_buf *xmit = &port->state->xmit;

unsigned long flags;

int count = 256;  //一次最多发送256个字符

//add by whl 2014-8-26

//printk("s3c24xx_485_tx_chars port->line=%d\n", port->line);

  if (port->line == 1)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(9), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(9), 1);

   }

  if (port->line == 2)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(8), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(8), 1);

   }

  if (port->line == 3)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPE(5), 1);

 //printk("%s: channl 3 high\n", __func__);

   }

spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);

if (port->x_char) { //如果有待发送的字符，则发送

wr_regb(port, S3C2410_UTXH, port->x_char);

port->icount.tx++;

port->x_char = 0;

goto out;

}

/* if there isn't anything more to transmit, or the uart is now

 * stopped, disable the uart and exit

*/

 //如果没有更多的字符需要发送，或者uart的tx停止，则停止uart并退出

if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port)) {

s3c24xx_485_stop_tx(port);

goto out;

}

/* try and drain the buffer... */

//尝试把环形buffer中的数据发空

while (!uart_circ_empty(xmit) && count-- > 0) {

if (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT) & ourport->info->tx_fifofull)

break;

wr_regb(port, S3C2410_UTXH, xmit->buf[xmit->tail]);

xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);

//printk("head = %d, tail=%d\n", xmit->head, xmit->tail);

port->icount.tx++;

}

//如果环形缓存中剩余的字符少于WAKEUP_CHARS，唤醒上层

if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS) {

spin_unlock(&port->lock);

uart_write_wakeup(port);

spin_lock(&port->lock);

}

if (uart_circ_empty(xmit)) //如果发送环形buffer为空

s3c24xx_485_stop_tx(port); //停止发送

 out:

spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);

return IRQ_HANDLED;

}

5.定义s3c24xx_485_start_tx

static void s3c24xx_485_start_tx(struct uart_port *port)

{

struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);

//add by whl 2014-8-26

  if (port->line == 1)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(9), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(9), 1);

   }

  if (port->line == 2)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(8), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPH(8), 1);

   }

  if (port->line == 3)

   {

 s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

 gpio_set_value(S3C2410_GPE(5), 1);

 //printk("%s: channl 3 high\n", __func__);

   }

if (!tx_enabled(port)) {

if (port->flags & UPF_CONS_FLOW)

s3c24xx_serial_rx_disable(port);

if (s3c24xx_serial_has_interrupt_mask(port))

__clear_bit(S3C64XX_UINTM_TXD,

portaddrl(port, S3C64XX_UINTM));

else

enable_irq(ourport->tx_irq);

tx_enabled(port) = 1;

}

}

6.定义s3c24xx_485_stop_tx

static void s3c24xx_485_stop_tx(struct uart_port *port)

{

    struct s3c24xx_uart_port *ourport = to_ourport(port);

    if (tx_enabled(port)) {

        if (s3c24xx_serial_has_interrupt_mask(port))

            __set_bit(S3C64XX_UINTM_TXD,

                      portaddrl(port, S3C64XX_UINTM));

        else

            disable_irq_nosync(ourport->tx_irq);

        tx_enabled(port) = 0;

        if (port->flags & UPF_CONS_FLOW)

            s3c24xx_serial_rx_enable(port);

    }

    //add by whl 2014-8-26

#if 0

    printk("before===>\n");

    printk("rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT)=%x\n", rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT)); //0x700

    printk("rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT)=%x\n", rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT));//0x00

    mdelay(10);

    printk("after msleep(10)===>\n");

    printk("rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT)=%x\n", rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT));//0x00

    printk("rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT)=%x\n", rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT));//0x6

#endif

    while( (rd_regl(port, S3C2410_UFSTAT))&(0x3F<<8) ||

           (!((rd_regl(port, S3C2410_UTRSTAT))&0x06)) ){

        mdelay(1);

    }

    mdelay(1);

    if (port->line == 1)

    {

        s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(9), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

        gpio_set_value(S3C2410_GPH(9), 0);

    }

    if (port->line == 2)

    {

        s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(8), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

        gpio_set_value(S3C2410_GPH(8), 0);

    }

    if (port->line == 3)

    {

        s3c_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);

        gpio_set_value(S3C2410_GPE(5), 0);

        //printk("%s: channl 3 low\n", __func__);

    }

}7.最后编译内核，将内核烧写到板子