一． UART原理

UART,Universal Asynchronous Receive Transmitter ，它用來(lái)傳輸串行數(shù)據(jù)：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU將并行數(shù)據(jù)寫(xiě)入U(xiǎn)ART，UART按照一定的格式在一根電線(xiàn)上串行發(fā)出；接收數(shù)據(jù)時(shí)，UART檢測(cè)另一根電線(xiàn)上的信號(hào)，將串行收集放在緩沖區(qū)中，CPU即可讀取UART獲得這些數(shù)據(jù)。UART之間以全雙工方式傳輸數(shù)據(jù)，最精簡(jiǎn)的連線(xiàn)方式只有3根線(xiàn)，TxD用于發(fā)送數(shù)據(jù)，RxD用于接收數(shù)據(jù)，Gnd用于提供雙方參考電平。

UART使用標(biāo)準(zhǔn)的TTL/CMOS邏輯電平來(lái)表示數(shù)據(jù)，為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)的抗干擾能力，提高數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度，通常將TTL/CMOS邏輯電平轉(zhuǎn)換為RS-232邏輯電平，3~12V表示0, -3~-12V表示1。

TxD,RxD數(shù)據(jù)線(xiàn)以“位”為最小單位傳輸數(shù)據(jù)，幀(frame)由具有完整意義的，不可分割的若干位組成，它包含開(kāi)始位，數(shù)據(jù)位，校驗(yàn)位，停止位。發(fā)送數(shù)據(jù)前，UART之間需要約定好數(shù)據(jù)的傳輸速率（波特率=1/每位所占時(shí)間），數(shù)據(jù)的傳輸格式(即有多少個(gè)數(shù)據(jù)位，是否使用校驗(yàn)位，是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，有多少個(gè)停止位)。

數(shù)據(jù)傳輸流程：

（1） 平時(shí)數(shù)據(jù)線(xiàn)牌空閑狀態(tài)（1狀態(tài)）。

（2） 當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，UART改變TxD數(shù)據(jù)線(xiàn)的狀態(tài)（1->0），并維持1位的時(shí)間，接收方在檢測(cè)到這一開(kāi)始位的時(shí)候，再等待1.5位時(shí)間就開(kāi)始一位一位地檢測(cè)數(shù)據(jù)線(xiàn)的狀態(tài)以得到數(shù)據(jù)。

（3） UART一幀中可以有5，6，7或者8位的數(shù)據(jù)，發(fā)送方一位一位地改變數(shù)據(jù)線(xiàn)的狀態(tài)，將它們發(fā)送出去，首先發(fā)送最低位。

（4） 如果使用校驗(yàn)功能，UART在發(fā)送完數(shù)據(jù)位后，還要發(fā)送1個(gè)校驗(yàn)位，有兩種校驗(yàn)方法：奇校驗(yàn)，偶校驗(yàn)（數(shù)據(jù)線(xiàn)連同校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)等于奇數(shù)還是偶數(shù)）。

（5） 最后發(fā)送停止位，數(shù)據(jù)線(xiàn)恢復(fù)到空閑狀態(tài)（1狀態(tài)），停止位的長(zhǎng)度有3種：1位，1.5位，2.位。

二． S3C2440 UART的特性

S3C2440中的UART功能有3個(gè)通道，每個(gè)通道都可以工作于中斷模式或者DMA模式，即是UART可以發(fā)出中斷或者DMA請(qǐng)求以便在UART，CPU間傳輸數(shù)據(jù)。UART由波特率發(fā)生器，發(fā)送器，接收器和控制邏輯組成。

使用系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，S3C2440的UART波特率可以達(dá)到115.2Kbit/s。如果使用UEXTCLK引腳提供的外部時(shí)鐘，則可以達(dá)到更高的波特率，波特率可以通過(guò)編程進(jìn)行控制。S3C2440的UART的FIFO深度為64，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU先將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到發(fā)送FIFO中，然后 UART會(huì)自動(dòng)將FIFO中的數(shù)據(jù)復(fù)制到“發(fā)送移位器（Transmit Shifter）”中，發(fā)送移位器將數(shù)據(jù)按照一定的格式插入相應(yīng)開(kāi)始位，校驗(yàn)位，停止位等，一位一位地發(fā)送到TxDn數(shù)據(jù)線(xiàn)上。接收時(shí)，接收移位器將RxDn數(shù)據(jù)線(xiàn)上的數(shù)據(jù)一位一位接收進(jìn)來(lái)，然后復(fù)制到接收FIFO中，CPU即可從中讀取數(shù)據(jù)。

S3C2440的UART的每個(gè)通道支持的停止位有1位，2位，數(shù)據(jù)位有5，6，7或者8位，支持校驗(yàn)功能，另外還有紅外發(fā)送/接收功能。

三． S3C2440 UART的使用

在使用UART前，需要設(shè)置波特率，傳輸格式，設(shè)置管腳為UART功能，選擇UART通道的工作模式為中斷模式或者DMA模式，設(shè)置好之后，往某個(gè)寄存器中寫(xiě)入數(shù)據(jù)即可發(fā)送，讀取某寄存器即可得到接收的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)查詢(xún)狀態(tài)寄存器或者設(shè)置中斷來(lái)獲知數(shù)據(jù)是否已經(jīng)發(fā)送完畢，是否已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)。

1. 配置相應(yīng)I/O口的寄存器，將所涉及的UART通道管腳設(shè)置為UART功能。

比如UART通道0中，GPH2,GPH3分別用作TXD0,RXD0，要使用UART通道0時(shí)，先設(shè)置GPHCON寄存器將GPH2,GPH3引腳功能設(shè)置為T(mén)XD0,RXD0。

2. UBRDIVn寄存器，用于設(shè)置波特率。

3. ULCONn寄存器,設(shè)置傳輸格式。

4. UCONn寄存器，用于選擇UART的時(shí)鐘源，設(shè)置UART中斷方式等等。

5. UFCONn寄存器，UFSTATn寄存器。UFCONn寄存器，用于設(shè)置是否使用FIFO，設(shè)置各FIFO的觸發(fā)閾值，可以通過(guò)調(diào)協(xié)UFCONn寄存器來(lái)復(fù)位各個(gè)FIFO。讀取UFSTAT n寄存器可以知道各個(gè)FIFO是否已滿(mǎn)，其中有多少數(shù)據(jù)。如果不使用FIFO時(shí)，可以認(rèn)為FIFO的深度為1，如果使用FIFO時(shí)，S3C2440的FIFO深度為64。

6. UMCONn寄存器，UMSTATn寄存器，用于流量控制。

7. UTRSTATn寄存器用來(lái)表明數(shù)據(jù)是否已經(jīng)發(fā)送完畢，是否已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)。

以上各個(gè)寄存的配置方法可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。

8. USERSTATn寄存器，用于表示各種錯(cuò)誤的發(fā)生。

9. UTXHn寄存器，CPU將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到這個(gè)寄存器，UART即會(huì)將它保存到緩沖區(qū)中，并自動(dòng)發(fā)送出去。

10. URXHn寄存器,當(dāng)UART接收到數(shù)據(jù)時(shí)，CPU讀取這個(gè)寄存器，即可獲得數(shù)據(jù)。