UART課程設(shè)計(jì)

1、4.14 UART(0、1) 特性 LPC2000系列微控制器具有兩個功能強(qiáng)大的UART，其特性如下： 16字節(jié)接收FIFO和16字節(jié)發(fā)送FIFO； 寄存器位置符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)； 接收FIFO觸發(fā)點(diǎn)可設(shè)置為1、4、8或14字節(jié)； 內(nèi)置波特率發(fā)生器； UART1含有標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器接口信號 。 應(yīng)用示例LPC2000的I/O電壓為3.3V，連接時(shí)須注意電平的匹配。LPC2000其它通信設(shè)備TxD0RxD0TxD0RxD0與PC機(jī)相連時(shí)，由于PC機(jī)串口是RS232電平，所以連接時(shí)需要使用RS232轉(zhuǎn)換器。LPC2000PC機(jī)串口232電平轉(zhuǎn)換TxD0RxD0TxD0RxD0RxD1RTSCT

2、SDSR1DTR1TxD1LPC2000ModemTxDRxDDCDRI1RTSCTSDSR1DTR1DCD1RI1RS232電平轉(zhuǎn)換當(dāng)使用Modem接口時(shí)，需要一個RS232轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為RS232電平后，才能與Modem連接 。移位寄存器UnRSR接收緩沖寄存器UnRBRUARTn接收單元RxDn除數(shù)鎖存寄存器UnDLL、UnDLMUARTn波特率發(fā)生器UARTn控制寄存器（UnLCR）FIFO控制寄存器(UnFCR)UARTn狀態(tài)寄存器（UnLSR）中斷中斷使能寄存器UnIER中斷標(biāo)志寄存器UnIIRUARTn高速緩存寄存器UnSCR發(fā)送緩沖寄存器UnTHRUARTn發(fā)送單元TxDn

3、移位寄存器UnTSRMODEMModem控制寄存器U1MCRModem狀態(tài)寄存器U1MSRCTSDSRDCDDTRRIRTSVPB總總線線只有UART1才有Modem接口 UART結(jié)構(gòu)圖VPB總總線線AHB-VPB橋ARM7UARTn發(fā)送單元TxDn移位寄存器UnTSR發(fā)送緩沖寄存器UnTHRAHB總線ARM7AHB總線UARTn發(fā)送單元TxDn移位寄存器UnTSR發(fā)送緩沖寄存器UnTHRVPB總總線線AHB-VPB橋CPUUnTSRTXDUnTHRUnTHR描述復(fù)位值7 : 0發(fā)送器保持寄存器。寫入該寄存器的值保存到發(fā)送FIFO中，當(dāng)該字節(jié)到達(dá)FIFO底部時(shí)，它將被送入發(fā)送移位寄存器（UnT

4、SR）進(jìn)行發(fā)送。未定義 UART發(fā)送單元 UART0、UART1各含有1個16字節(jié)的發(fā)送FIFO緩沖區(qū)。 UnTHR是UARTn發(fā)送FIFO的最高字節(jié)。 UART的發(fā)送FIFO是一直使能的。發(fā)送FIFOUnTHRUnTSRTXD UART發(fā)送FIFO緩沖區(qū)VPB總總線線AHB-VPB橋ARM7AHB總線移位寄存器UnRSR接收緩沖寄存器UnRBRUARTn接收單元RxDnVPB總總線線AHB-VPB橋移位寄存器UnRSR接收緩沖寄存器UnRBRUARTn接收單元RxDnARM7AHB總線RXDUnRBRCPUUnRSRUnRBR描述復(fù)位值7 : 0接收緩存寄存器，它包含了接收FIFO中最早接收

5、到的字節(jié)未定義 UART接收模塊 UART0、UART1各含有1個16字節(jié)的接收FIFO緩沖區(qū)。 軟件設(shè)置接收FIFO緩沖區(qū)的觸發(fā)字節(jié)。 UART FIFO控制寄存器控制寄存器位765 : 3210功能Rx觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置復(fù)位TxFIFO復(fù)位RxFIFO使能FIFO接收FIFOUnRSRUnRBRRXDUnFCR UART接收FIFO緩沖區(qū)UARTUART線狀態(tài)寄存器線狀態(tài)寄存器位76543210功能RXFETEMTTHREBIFEPEOERDR UART線狀態(tài)寄存器UnLSR 線狀態(tài)寄存器（UnLSR）為只讀寄存器，它提供UARTn發(fā)送和接收模塊的狀態(tài)信息 。 4.14 UART(0、1) UAR

6、T波特率發(fā)生器 UART0和UART1各含有一個單獨(dú)的波特率發(fā)生器，兩者的功能相同，且相互獨(dú)立。 4.14 UART(0、1)名稱描述復(fù)位值UnDLL7:0除數(shù)鎖存寄存器低字節(jié)兩個寄存器一起構(gòu)成一個16位的除數(shù)，決定UARTn的波特率。未定義UnDLM7:0除數(shù)鎖存寄存器高字節(jié) 這兩個寄存器決定波特率時(shí)鐘的頻率，而波特率時(shí)鐘必須是波特率的16倍。波特率計(jì)算公式如下：BaudRate = FPCLK / (U0DLM,U0DLL16) Modem控制寄存器U1MCR位功能功能描述0DTR控制選擇Modem輸出引腳DTR。該位在回寫模式激活時(shí)讀出為0。1RTS控制選擇Modem輸出引腳RTS。該位

7、在回寫模式激活時(shí)讀出為0。3 : 2保留用戶軟件不要向該位寫入14回寫模式0：禁止modem回寫模式1：使能modem回寫模式modem回寫模式提供了一個執(zhí)行回寫測試的診斷機(jī)制。7 : 5保留用戶軟件不要向該位寫入1 該寄存器使能Modem的回寫模式，并控制Modem的輸出信號。4.14 UART(0、1)4.14 UART(0、1) 回寫模式 在Modem回寫模式下，發(fā)送器輸出的串行數(shù)據(jù)在內(nèi)部連接到接收器的串行輸入端。輸入腳RxD1對回寫模式無影響，輸出腳TxD1保持總為1的狀態(tài)。4個Modem輸入（CTS, DSR, RI和DCD）與外部斷開。此時(shí)，U1MSR的高4位分別由U1MCR的低4

8、位驅(qū)動。DSRCTSRIDCDDTRRTSTXDRXDModem接口芯片引腳DSRCTSRIDCDDTRRTSTXDRXDU1MCRBit0Bit1Bit2Bit3位功能功能描述0Delta CTS檢測到CTS狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該位置位。讀取U1MSR時(shí)清零。1Delta DSR檢測到DSR狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該位置位。讀取U1MSR時(shí)清零。2后沿 RI檢測到RI狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該位置位。讀取U1MSR時(shí)清零。3Delta DCD檢測到DCD狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，該位置位。讀取U1MSR時(shí)清零。4CTS反映輸入信號CTS的補(bǔ)碼?；貙懩Ｊ较略撐贿B接U1MCR的bit1。5DSR反映輸入信號DSR的補(bǔ)碼?；貙?/p>

9、模式下該位連接U1MCR的bit0。6RI反映輸入信號RI的補(bǔ)碼?；貙懩Ｊ较略撐贿B接U1MCR的bit2。7DCD反映輸入信號DCD的補(bǔ)碼?；貙懩Ｊ较略撐贿B接U1MCR的bit1。 Modem狀態(tài)寄存器 該寄存器為只讀，它反映Modem輸入信號的狀態(tài)信息。需要注意的是，Mdoem信號對UART1的操作沒有直接影響，Modem信號的操作是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。4.14 UART(0、1)4.14 UART(0、1) 中斷中斷使能寄存器UnIER中斷標(biāo)志寄存器UnIIRUART0中斷源UART0發(fā)送單元UART0接收單元UART1中斷源UART1發(fā)送單元UART1接收單元Modem模塊 中斷接口 UA

10、RT0和UART1的中斷接口包含中斷使能寄存器（UnIER）和中斷標(biāo)識寄存器（UnIIR）。4.14 UART(0、1) 中斷使能寄存器UnIER描述復(fù)位值0RBR中斷使能。1：使能RDA中斷；0：禁止RDA中斷。01THRE中斷使能。1：使能THRE中斷；0：禁止THRE中斷。02Rx線狀態(tài)中斷使能。1：使能Rx線狀態(tài)中斷；0：禁止Rx線狀態(tài)中斷；該中斷狀態(tài)可從UnLSR4:1讀出。03Modem中斷使能。 1：禁止Modem中斷；0：禁止Rx線狀態(tài)中斷；該中斷狀態(tài)可從U1MSR3:0讀取。注：只有UART1具有。07 : 4保留，用戶軟件不要向這些位寫入1。未定義 UnIER可以控制UAR

11、Tn的4個中斷源。其中RBR中斷使能包括兩個中斷，一個是接收數(shù)據(jù)可用（RDA）中斷，一個是接收超時(shí)中斷（CTI）。稍后將對各中斷源作詳細(xì)介紹。4.14 UART(0、1) 中斷標(biāo)識寄存器UnIIR描述復(fù)位值0中斷掛起。1：沒有掛起的中斷；0：至少有一個中斷被掛起。03 : 1中斷標(biāo)識。這3位表示了對應(yīng)于UARTn Rx FIFO的中斷。未列出的其它組合作為保留值。011：1. 接收線狀態(tài)中斷（RLS）0010：2a. 接收數(shù)據(jù)可用中斷（RDA）0110：2b. 字符超時(shí)指示（CTI）001：3. 發(fā)送中斷（THRE）000：4. Modem中斷 注：只有UART1具有7 : 3保留，用戶軟件不

12、要向這些位寫入1。未定義 UnIIR提供狀態(tài)代碼用于指示一個掛起中斷的中斷源和優(yōu)先級。在訪問UnIIR過程中，中斷被凍結(jié)。如果在訪問UnIIR時(shí)產(chǎn)生了中斷，該中斷將被記錄，在下次訪問UnIIR時(shí)可以讀出，避免了中斷的丟失。VIC中斷控制器ARM7TDMI內(nèi)核Modem中斷(UnIIR3:1=001)UnIERbit2bit1bit0bit3RLS中斷(UnIIR3:1=011)RDA中斷(UnIIR3:1=010)CTI中斷(UnIIR3:1=110)THRE中斷(UnIIR3:1=001)注意：只有UART1才有Modem中斷。4.14 UART(0、1) UART中斷示意圖優(yōu)先級最高第二第

13、二第三RLS中斷RDA中斷CTI中斷THRE中斷VIC中斷控制器ARM7TDMI內(nèi)核Modem中斷第四UnIERbit2bit1bit0bit3注意：只有UART1才有Modem中斷。4.14 UART(0、1) UART中斷優(yōu)先級l RLS中斷：該中斷為最高優(yōu)先級。它在UARTn發(fā)生下面的錯誤時(shí)產(chǎn)生中斷：1、溢出錯誤(OE)2、奇偶錯誤(PE)3、幀錯誤(FE)4、間隔中斷(BI)通過查看UnLSR4:1可以了解到產(chǎn)生該中斷的錯誤條件。讀取UnLSR時(shí)清除該中斷；4.14 UART(0、1) 中斷源說明 l RDA中斷：該中斷與CTI中斷并列為第二優(yōu)先級。當(dāng)接收的有效數(shù)據(jù)到達(dá)接收FIFO設(shè)置

14、寄存器(UnFCR)中設(shè)置的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，RDA被激活。當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)少于觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，RDA復(fù)位；1.移位寄存器(UnRSR)從RxDn引腳接收串行數(shù)據(jù)后，送入接收FIFO中；2.當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)數(shù)量到達(dá)預(yù)定的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，置位RDA中斷；3.從UnRBR寄存器中讀取FIFO中最早到達(dá)的數(shù)據(jù)，當(dāng)FIFO中的有效數(shù)據(jù)小于預(yù)定觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，清零RDA中斷；接收FIFO12345679101112131415168觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置=8UnRBRUnRSRRxDnUnIIR3:1xxxUnIIR010100 xxx1DATA 中斷源說明 l CTI中斷：當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)少于預(yù)定的觸發(fā)點(diǎn)數(shù)量

15、（至少有一個字節(jié)）時(shí)，如果在一定時(shí)間內(nèi)仍然沒有接收到新的數(shù)據(jù)，那將觸發(fā)該中斷。這個時(shí)間為：3.54.5個字節(jié)所需要的時(shí)間。注：對接收FIFO的任何操作都會清零該中斷標(biāo)志。 接收FIFO12345679101112131415168觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置=8UnRBR1.移位寄存器(UnRSR)從RxDn引腳接收串行數(shù)據(jù)后，送入接收FIFO中；2.當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)少于觸發(fā)個數(shù)，但至少有一個時(shí)，如果長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)到達(dá)，將觸發(fā)CTI中斷；3.從UnRBR中讀取接收FIFO中的數(shù)據(jù)，或者有新的數(shù)據(jù)送入接收FIFO，都將清零CTI中斷；UnRSRDATARxDnUnIIR3:1xxxUnIIR011100

16、 xxx1 中斷源說明 接收FIFO12345679101112131415168觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置=8UnRBR說明：“3.54.5個字節(jié)的時(shí)間”，其意思是在串口當(dāng)前的波特率下，發(fā)送3.54.5個字節(jié)所需要的時(shí)間；UnRSRDATARxDnUnIIR3:1xxxUnIIR011100 xxx1注意：當(dāng)接收FIFO中存在多個數(shù)據(jù)，從UnRBR讀取數(shù)據(jù)，但是沒有讀完所有數(shù)據(jù)，那么在經(jīng)過3.54.5個字節(jié)的時(shí)間后將觸發(fā)CTI中斷；l CTI中斷：當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)少于預(yù)定的觸發(fā)點(diǎn)數(shù)量（至少有一個字節(jié)）時(shí)，如果在一定時(shí)間內(nèi)仍然沒有接收到新的數(shù)據(jù)，那將觸發(fā)該中斷。這個時(shí)間為：3.54.5個字節(jié)所需要的

17、時(shí)間。注：對接收FIFO的任何操作都會清零該中斷標(biāo)志。 中斷源說明 12345679101112131415168UnRBRU0TSRTxDnUnIIR3:1xxxUnIIR01l THRE中斷：該中斷為第三優(yōu)先級。當(dāng)發(fā)送FIFO為空并且滿足一定的條件時(shí)，該中斷將被觸發(fā)。這些條件是：發(fā)送FIFO1.系統(tǒng)啟動時(shí)，雖然發(fā)送FIFO為空，但不會產(chǎn)生THRE中斷。DATA1100UnTSR2.在上一次發(fā)生THRE中斷后，向發(fā)送FIFO中寫入1個字節(jié)數(shù)據(jù)，將在延時(shí)一個字節(jié)加上一個停止位后發(fā)生THRE中斷。 這是因?yàn)椋喝绻l(fā)送移位寄存器為空，那么寫入發(fā)送FIFO的數(shù)據(jù)將直接進(jìn)入發(fā)送移位寄存器； 此時(shí)發(fā)送F

18、IFO仍然為空，如果立即產(chǎn)生THRE中斷，就會影響緊接著要寫入發(fā)送FIFO的數(shù)據(jù)； 所以在發(fā)送完該字節(jié)以及一個停止位后，才產(chǎn)生THRE中斷；3.如果在發(fā)送FIFO中有過兩個字節(jié)以上的數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)在發(fā)送FIFO為空時(shí)，將立即觸發(fā)THRE中斷。當(dāng)THRE中斷為當(dāng)前有效的最高優(yōu)先級中斷時(shí)，往UnTHR寫數(shù)據(jù)，或者對UnIIR的讀操作，將使THRE中斷復(fù)位。 中斷源說明 除數(shù)鎖存寄存器UnDLL、UnDLMUARTn波特率發(fā)生器UARTn控制寄存器（UnLCR）FIFO控制寄存器(UnFCR)中斷中斷使能寄存器UnIERMODEMModem控制寄存器U1MCRVPB總總線線4.14 UART(0、1)

19、 UART設(shè)置使用UART前需要設(shè)置的寄存器4.14 UART(0、1) UART設(shè)置使用UART前需要設(shè)置的寄存器寄存器名稱功能UnLCR設(shè)置UARTn的通信格式。UnFCR設(shè)置UARTn的接收FIFO緩沖區(qū)。UnDLL、 UnDLM設(shè)置UARTn的通信波特率。UnIER設(shè)置UARTn的中斷。U1MCRModem接口設(shè)置（只有UART1具有）。4.14 UART(0、1) UART設(shè)置 使用UART前需要設(shè)置的寄存器UnLCR，設(shè)置UART通信字符長度、停止位個數(shù)、奇偶校驗(yàn)位等參數(shù)。UART控制寄存器位765 : 4621 :0功能除數(shù)鎖存間隔奇偶選擇奇偶設(shè)置停止位字長UART寄存器地址訪問

20、方式UART0U0RBR0 xE000 C000DLAB=0，對地址：0 xE000 C000進(jìn)行讀讀訪問U0THRDLAB=0，對地址：0 xE000 C000進(jìn)行寫寫訪問U0DLLDLAB=1，對地址：0 xE000 C000進(jìn)行訪問U0IER0 xE000 C004DLAB=0，對地址：0 xE000 C004進(jìn)行訪問U0DLMDLAB=1，對地址：0 xE000 C004進(jìn)行訪問UART1U1RBR0 xE001 0000DLAB=0，對地址：0 xE001 0000進(jìn)行讀讀訪問U1THRDLAB=0，對地址：0 xE001 0000進(jìn)行寫寫訪問U1DLLDLAB=1，對地址：0 xE

21、001 0000進(jìn)行訪問U1IER0 xE001 0004DLAB=0，對地址：0 xE001 0004進(jìn)行訪問U1DLMDLAB=1，對地址：0 xE001 0004進(jìn)行訪問 UART特殊寄存器位置相同的寄存器 UART應(yīng)用示例操作流程設(shè)置引腳連接模塊將對應(yīng)IO連接到UARTn設(shè)置串口波特率設(shè)置串口工作模式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)檢查串口狀態(tài)字或等待串口中斷 UART應(yīng)用示例初始化代碼UART0初始化代碼：#define UART_BPS 115200Void UART0_Ini(void) uint16 Fdiv; PINSEL0 = 0 x00000005; U0LCR = 0 x83; Fdiv

22、 = (Fpclk / 16) / UART_BPS; U0DLM = Fdiv / 256; U0DLL = Fdiv % 256; U0LCR = 0 x03;定義表示波特率的宏，方便修改設(shè)置引腳連接模塊置位除數(shù)鎖存位根據(jù)波特率計(jì)算分頻值設(shè)置除數(shù)寄存器（除數(shù)鎖存訪問位必須置位）清除除數(shù)鎖存位，并設(shè)置工作模式 UART應(yīng)用示例初始化代碼UART0初始化代碼：#define UART_BPS 115200Void UART0_Ini(void) uint16 Fdiv; PINSEL0 = 0 x00000005; U0LCR = 0 x83; Fdiv = (Fpclk / 16) / UA

23、RT_BPS; U0DLM = Fdiv / 256; U0DLL = Fdiv % 256; U0LCR = 0 x03;設(shè)置引腳連接模塊將對應(yīng)IO連接到UART0設(shè)置串口波特率設(shè)置串口工作模式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)檢查串口狀態(tài)字或等待串口中斷 UART應(yīng)用示例收發(fā)數(shù)據(jù)void UART0_SendByte(uint8 data) U0THR = data; while(U0LSR & 0 x40) = 0);uint8 UART0_RcvByte(void) uint8 rcv_data; while(U0LSR & 0 x01) = 0); rcv_data = U0RBR; r

24、eturn(rcv_data);查詢方式發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)：查詢方式接收一字節(jié)數(shù)據(jù)：將要發(fā)送的一字節(jié)數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)0THR等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢等待數(shù)據(jù)到達(dá)從U0RBR中讀出接收的數(shù)據(jù)返回接收的數(shù)據(jù)UART中斷 UART與VIC的關(guān)系 UART0、UART1分別位于VIC的通道6和通道7。中斷使能寄存器VICIntEnable的Bit6和Bit7分別用來控制通道6和通道7的使能。 通道6UART0向量IRQ通道0向量IRQ通道15非向量IRQ通道VICIntSelect6VICIntEnable6IRQFIQ通道7UART1VICIntSelect7VICIntEnable7IRQFIQVICVectAdd

25、r0VICVectCntl0VICVectAddr15VICVectCntl15VICDefVectAddrIRQ通道分配UART中斷 UART0與VIC的關(guān)系當(dāng)VICIntEnable6 = 0時(shí)，通道6中斷禁止；通道6UART0向量IRQ通道0向量IRQ通道15非向量IRQ通道VICIntSelect6VICIntEnable6 = 0IRQFIQ通道7UART1VICIntSelect7VICIntEnable7 = 0IRQFIQVICVectAddr0VICVectCntl0VICVectAddr15VICVectCntl15VICDefVectAddrIRQ通道分配UART中斷 U

26、ART0與VIC的關(guān)系當(dāng)VICIntEnable6 = 0時(shí)，通道6中斷禁止；通道6UART0向量IRQ通道0向量IRQ通道15非向量IRQ通道VICIntSelect6VICIntEnable6 = 1IRQFIQ通道7UART1VICIntSelect7VICIntEnable7 = 0IRQFIQVICVectAddr0VICVectCntl0VICVectAddr15VICVectCntl15VICDefVectAddrIRQ通道分配當(dāng)VICIntEnable6 = 1時(shí)，通道6中斷使能。UART中斷 UART1與VIC的關(guān)系當(dāng)VICIntEnable7 = 0時(shí)，通道7中斷禁止；通道

27、6UART0向量IRQ通道0向量IRQ通道15非向量IRQ通道VICIntSelect6VICIntEnable6 = 0IRQFIQ通道7UART1VICIntSelect7VICIntEnable7 = 0IRQFIQVICVectAddr0VICVectCntl0VICVectAddr15VICVectCntl15VICDefVectAddrIRQ通道分配UART中斷 UART1與VIC的關(guān)系當(dāng)VICIntEnable7 = 0時(shí)，通道7中斷禁止；通道6UART0向量IRQ通道0向量IRQ通道15非向量IRQ通道VICIntSelect6VICIntEnable6 = 0IRQFIQ通道

28、7UART1VICIntSelect7VICIntEnable7 = 1IRQFIQVICVectAddr0VICVectCntl0VICVectAddr15VICVectCntl15VICDefVectAddrIRQ通道分配當(dāng)VICIntEnable7 = 1時(shí)，通道7中斷使能。UART中斷 UART中斷LPC2000系列ARM UART中斷分為 四類： 接收中斷 發(fā)送中斷（THRE） 接收狀態(tài)中斷（RLS） Modem中斷 （Modem） 接收超時(shí)中斷（CTI） 接收數(shù)據(jù)可用中斷（RDA）UART中斷 UART中斷示意圖UART中斷使能寄存器UnIERUART中斷標(biāo)志寄存器UnIIR3:1Bit0：RBR中斷使能 接收中斷 010 ：RDA110 ：CTIBit1：THRE中斷使能 發(fā)送中斷 001 ：THRE Bit2：接收狀態(tài)中斷使能 接收狀態(tài)中斷 011 ：RLSBit3：Modem狀態(tài)中斷使能 Modem中斷 000 ：Modem 注意：只有UART1具有Modem中斷。UART中斷 UART中斷示意圖注意：只