嵌入式学习笔记之UART通信协议

昵称2009261 2014-04-25

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UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：

异步串口通信协议，工作原理是将传输数据的每个字符以串行方式一位接一位的传输。如下图：

其中每一位（bit）的意义如下：

起始位：先发出一个逻辑“0”的信号，表示传输字符的开始。

数据位：紧跟起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟来定位。

奇偶校验位：数据位加上这一位后（跟在数据位尾部），使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平（逻辑“1”）。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据的传送。

波特率：是衡量数据传输速率的指针。表示为每秒钟传送的二进制位数（bit数）。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为：

10×120 ＝ 1200字符/秒＝1200波特。

以上的数据位、奇偶校验位、波特率等均可以在COM接口中设置。也可以在代码中对UART寄存器的各位进行设置，UART寄存器的各位所代表的含义如下：

下面通过几个小程序，了解UART通信协议进行数据传输的过程：

[cpp] view plain copy print ?

#include "2410lib.h"
/*********************************************************************************************
* name: uart0_test
* func: uart test function
* para: none
* ret: none
* modify:
* comment:
*********************************************************************************************/
void uart0_test()
{
char cInput[256];
UINT8T ucInNo=0;
char c;
uart_init(0,115200,0); //define the baud rate
uart_printf("\n UART0 Communication Test Example\n");
uart_printf(" Please input words, then press Enter:\n");
#ifdef BOARDTEST
sprintf(&cInput, "Type via UART0 to test.");
print_lcd(195,170,0x1c,&cInput);
#endif
uart_printf(" ");
g_nKeyPress = 1;
while(g_nKeyPress==1) // only for board test to exit
{
c=uart_getch();
//uart_sendbyte(c);
uart_printf("%c",c);
if(c!='\r')
cInput[ucInNo++]=c;
else
{
cInput[ucInNo]='\0';
break;
}
}
delay(1000);
uart_printf(" \nThe words that you input are: %s\n",cInput);
uart_printf(" end.\n");
}
void Main(int argc,char **argv)
{
sys_init(); // Initial s3c2410's Clock, MMU, Interrupt,Port and UART
while(1)
{
uart0_test();
}
for(;;);
}

在这里我们使用 uart_init 函数便完成了UART各个位的设置，现在来看看uart_init在系统中是如何定义的：

[cpp] view plain copy print ?

void uart_init(int nMainClk, int nBaud, int nChannel)
{
int i;
if(nMainClk == 0)
nMainClk = PCLK;
switch (nChannel)
{
case UART0:
rUFCON0 = 0x0; //UART channel 0 FIFO control register, FIFO disable
rUMCON0 = 0x0; //UART chaneel 0 MODEM control register, AFC disable
rULCON0 = 0x3; //Line control register : Normal,No parity,1 stop,8 bits
// [10] [9] [8] [7] [6] [5] [4] [3:2] [1:0]
// Clock Sel, Tx Int, Rx Int, Rx Time Out, Rx err, Loop-back, Send break, Transmit Mode, Receive Mode
// 0 1 0, 0 1 0 0, 01 01
// PCLK Level Pulse Disable Generate Normal Normal Interrupt or Polling
rUCON0 = 0x245; // Control register
//rUBRDIV0=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 ); // Baud rate divisior register 0
rUBRDIV0=( (int)(nMainClk/16./nBaud+0.5) -1 ); // Baud rate divisior register 0
break;
case UART1:
rUFCON1 = 0x0; //UART channel 1 FIFO control register, FIFO disable
rUMCON1 = 0x0; //UART chaneel 1 MODEM control register, AFC disable
rULCON1 = 0x3;
rUCON1 = 0x245;
rUBRDIV1=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 );
break;
case UART2:
rULCON2 = 0x3;
rUCON2 = 0x245;
rUBRDIV2=( (int)(nMainClk/16./nBaud) -1 );
rUFCON2 = 0x0; //UART channel 2 FIFO control register, FIFO disable
break;
default:
break;
}
for(i=0;i<100;i++);
delay(0);
}