UART串口简介

通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

原理

发送数据时，CPU将并行数据写入UART，UART按照一定的格式在一根电线上串行发出

接收数据时，UART检测另一根电线上的信号，将串行收集放在缓冲区中，CPU即可读取UART获取这些数据

UART以全双工方式传输数据，最精简的连接方法只有3根线：

TxD：发送数据

RxD：接收数据

Gnd：给双方提供参考电平

连线图

为了增强数据的抗干扰能力、提高数据传输长度，通常将TTL/CMOS逻辑电平转换为RS-232逻辑电平，3~12V表示0，-3~-12V表示1

发送数据之前，UART之间要约定好数据的传输速率（每位所占据的时间，其倒数称为波特率）、数据的传输格式（多少个数据位、是否使用校验位、是奇校验还是偶校验、有多少个停止位）

波形

数据位：二进制0b1010101，十六进制0x55，大写字母U

S3C2410/S3C2440特性

3个独立通道，每个都可以工作于中断模式或者DMA模式，即UART可以发出中断或DMA请求以便UART和CPU之间传输数据

S3C2410 UART的每个通道都有16字节的发送FIFO和16字节的接收FIFO；S3C2440 UART的FIFO深度为64

发送数据时，CPU先将数据写入发送FIFO中，然后UART会自动将FIFO中的数据复制到“发送移位器”中，发送移位器将数据一位一位地发送到TxDn数据线上（根据设定的格式，插入开始位、校验位和停止位）

接收数据时，“接收移位器”将RxDn数据线上的数据一位一位地接收进来，然后复制到接收FIFO中，CPU即可从中读取数据

S3C2410/S3C2440 UART的每个通道支持停止位1位、2位，数据位5、6、7、8位，支持校验位，另外还有红外发送、接收功能

S3C2410/S3C2440使用

S3C2410/S3C2440还要选择管脚为UART功能、选择UART通道的工作模式为中断模式或DMA模式

1.设置UART通道管脚为UART功能

比如UART通道0中，GPH2、GPH3分别用作TXD0、RXD0。设置GPHCON寄存器将GPH2、GPH3引脚的功能设为TXD0、RXD0

2.设置波特率

UBRDIVn寄存器（UART BAUD RATE DIVISOR）

根据给定的波特率、所选择的时钟源的频率，可以计算UBRDIVn寄存器（n为0~2，对应3个UART通道）的值

UBRDIVn = (int)(UART clock / (buad rate * 16)) - 1

3.设置传输格式

ULCONn寄存器（UART LINE CONTROL）

功能          位       说明
数据位宽度    [1:0]    0b00：5位，0b01：6位
                       0b10：7位，0b11：8位
停止位宽度    [2]      0：一帧中有一个停止位
                       1：一帧中有两个停止位
校验模式      [5:3]    设置校验位的产生方法、校验方法
                       0b0xx：无校验
                       0b100：奇校验
                       0b101：偶校验
                       0b110：发送数据时强制设为1，接收数据时检查是否为1
                       0b111：发送数据时强制设为0，接收数据时检查是否为0
红外模式      [6]      0：正常模式
                       1：红外模式

4.UCONn寄存器（UART CONTROL）

UCONn寄存器用于选择UART时钟源、设置UART中断方式等

功能          位        说明
接收中断方式  [8]       如下情况发生时，将产生接收中断
                        不使用FIFO时，接收到一个数据；
                        使用FIFO时，FIFO中的数据达到RxFIFO的触发阈值。
                        中断方式设置如下：
                        0：脉冲
                        1：电平
发送中断方式  [9]       如下情况发生时，将产生发送中断
                        不使用FIFO时，发送缓冲区变空；
                        使用FIFO时，FIFO中的数据达到TxFIFO的触发阈值。
                        中断方式设置如下：
                        0：脉冲
                        1：电平
时钟选择      [10]      选择UART时钟源
                        0：PCLK
                        1：UEXTCLK

5.UFCONn寄存器（UART FIFO CONTROL）UFSTATn寄存器（UART FIFO STATUS）

UFCONn寄存器用于设置是否使用FIFO，设置各FIFO的触发阈值，即发送FIFO中有多少个数据时产生中断、接收FIFO中有多少个数据时产生中断并可以通过设置UFCONn寄存器来复位各个FIFO

读取UFSTATn寄存器可以知道各个FIFO是否已经满、其中有多少个数据