ARM 串口驅動(dòng)本質(zhì)

1.LPC2000 系列芯片的串口的接收模塊包括接收緩沖寄存器和移位寄存器。接收的數據進(jìn)入移位寄存器后經(jīng)移位處理并行傳入緩沖寄存器，事實(shí)上，UART的FIFO是一個(gè)硬件環(huán)形的緩沖隊列，物理上不可尋址，不可見(jiàn)，僅U0RBR這個(gè)FIFO出口可見(jiàn)。U0RBR就是接收FIFO的第一位。FIFO的長(cháng)度是可設的，也叫觸發(fā)點(diǎn)，低于這個(gè)長(cháng)度的字符串不會(huì )引起中斷，但在實(shí)際應用中，不可能串口讀入的數據長(cháng)度總為觸發(fā)點(diǎn)值的整數倍，為此，引入了CTI即字符接收超時(shí)中斷，當有不足觸發(fā)點(diǎn)值規定的字符串讀入時(shí)，將引起中斷，其與串口的RDA中斷具有相同的優(yōu)先級，并會(huì )同時(shí)被使能。
2.那么，LPC2000的UART機制是如何判斷串口讀入數據的一次性容量呢？如果接收FIFO里已經(jīng)有了1個(gè)字符，它可在一定的時(shí)間內等待下一個(gè)字符的讀入，也就是說(shuō)，不超過(guò)一定的時(shí)間就不會(huì )觸發(fā)CTI中斷，這個(gè)時(shí)間是在本次通訊協(xié)議設置的前提下，接收3.5到4.5個(gè)字符所用的時(shí)間。比如，需串口接收GPRS數傳狀態(tài)成功建立后的返回值“Ok_Info_WaitingForData”22個(gè)字符組成的字符串，FIFO觸發(fā)點(diǎn)設置為14，在前14個(gè)字符讀入之后，立即觸發(fā)RDA中斷，跳轉至RDA中斷服務(wù)子程序將這14個(gè)字符放入我所預設的緩沖區內，接著(zhù)，后8個(gè)字符讀入，這時(shí)CPU并不立刻中斷，它需等待在本次通訊協(xié)議設置的前提下，接收3.5到4.5個(gè)字符所用的時(shí)間（需具體計算），這個(gè)時(shí)間一到，立刻觸發(fā)CTI中斷，換句話(huà)說(shuō)，超過(guò)這個(gè)時(shí)間的等待，CPU就認為一個(gè)完整的字符串已經(jīng)結束了，這才是字符串超時(shí)的真正含義。

U0RBR：接收器緩存寄存器

訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，先要設定 U0LCR 的除數鎖存訪(fǎng)問(wèn)位(DLAB)為 0。因為，U0DLL 與U0RBR/U0THR 在同一地址上。

DLAB = 1 時(shí)，選擇 U0DLL 和 U0DLM (U0DLM 和 U0IER 在同一個(gè)地址上)；

DLAB = 0 時(shí)，選擇 U0RBR/U0THR 和 U0IER。

U0DLL 和 U0DLM：

構成一個(gè) 16 位的除數。

VPB時(shí)鐘(pclk) 是產(chǎn)生波特率的時(shí)鐘源，波特率時(shí)鐘源必須是波特率的16倍，于是有：

baud_rate = pclk/(16*設定的除數)

UART0 的中斷：

有 4 個(gè)中斷，分別是：

RBR 中斷； THRE 中斷； Rx 線(xiàn)中斷；

其中 RBR 中斷里面包含有2個(gè)中斷：數據可用RDA中斷 和 接收超時(shí) CTI 中斷。

FAQ一：

1、什么是 RDA 中斷?

當接收的有效數據到達接收FIFO設置寄存器(U0FCR)中設置的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，RDA中斷被激活。

U0FCR[7:6]=00 觸發(fā)點(diǎn) 0(1字節)； U0FCR[7:6]=01 觸發(fā)點(diǎn) 1(4字節)；

U0FCR[7:6]=01 觸發(fā)點(diǎn) 2(8字節)；U0FCR[7:6]=01 觸發(fā)點(diǎn) 1(14字節)；

發(fā)生中斷后，U0IIR[3:0] 內容為：0100。

如果發(fā)生中斷后，讀一下 U0RAR 寄存器，那么就會(huì )得到最早到達的數據。這時(shí)，FIFO 中的有效數據小于預定觸發(fā)點(diǎn)，清零 RDA 中斷。

該中斷的優(yōu)先級為 2 。

2、什么是 CTI 中斷?

在接收 FIFO 中，有效的數據少于觸發(fā)個(gè)數時(shí)，但至少有一個(gè)時(shí)，如果長(cháng)時(shí)間沒(méi)有數據到達，將觸發(fā) CTI 中斷。這里所說(shuō)的“長(cháng)時(shí)間”是指在 接收 3.5~4.5 個(gè)字節所需要的時(shí)間。發(fā)生中斷，則U0IIR[3:0] 內容為：1100。在中斷后，若從 U0RBR 中讀取接收FIFO中的數據，或者有新的數據送入接收FIFO中，這都將清零 CTI 中斷。

該中斷的優(yōu)先級為 2。

3、什么是 THRE 中斷？

THRE中斷是發(fā)送中斷。發(fā)生 THRE 中斷的前提條件是FIFO 必須為空。

假設剛剛發(fā)生了一次 THRE 中斷，也就是說(shuō)這時(shí) FIFO 中為空。那么現在往 FIFO 中寫(xiě)入 1 個(gè)字節的數據，因為FIFO本來(lái)是空的，那這個(gè)字節的數據就會(huì )被直接寫(xiě)到移位寄存器 U0TSR中，這時(shí) FIFO 肯定又是空的。此后，如果在發(fā)送完之前那個(gè)字節和停止位后，若還沒(méi)有數據進(jìn)來(lái)，就會(huì )觸發(fā) THRE 中斷了。那為什么要等這段時(shí)間呢？因為如果立即產(chǎn)生中斷，而同時(shí)又有數據要進(jìn)來(lái)，則中斷就會(huì )打斷數據的傳送。

假設，原本 FIFO 中已經(jīng)有2個(gè)或2個(gè)以上的數據，那么FIFO送出這兩個(gè)數據后就空掉了，那就會(huì )立即觸發(fā)中斷。

當 THRE 中斷為當前有效的最高優(yōu)先級中斷時(shí)，往 U0THR 寫(xiě)數據，或者對 U0IIR 的讀操作，將使 HTRE中斷復位。

在U0IIR 中，THRE的中斷代碼為：0110。

該中斷的優(yōu)先級為 3 。

4、什么是 RLS 中斷。

RLS中斷優(yōu)先級最高。它發(fā)生在 UART0 產(chǎn)生了四個(gè)錯誤中的任何一個(gè)時(shí)。這四個(gè)錯誤是：

溢出錯誤(OE)、 奇偶錯誤(PE)、 幀錯誤(FE)、間隔中斷(BI)

發(fā)生RLS中斷時(shí)，通過(guò)查看 線(xiàn)狀態(tài)寄存器 U0LSR[4:1] 就可以知道是由于那個(gè)錯誤觸發(fā)了 RLS 中斷。讀取 U0LSR 時(shí)清除該中斷。

FAQ二：

1、什么是 OE 溢出？

接收時(shí)，在 U0RBR 寄存器中已經(jīng)有新的字符就緒，而此時(shí)接收 FIFO 正好滿(mǎn)了，就產(chǎn)生了溢出。這時(shí) U0LSR[1]

= 1，另觸發(fā) RLS 中斷。

2、什么是奇偶錯誤？

奇偶校驗錯誤是在使能奇偶校驗之后，對所有接收的數據都進(jìn)行奇偶校驗，如果與 線(xiàn)狀態(tài)控制器U0LCR 中的設置不符，將引起奇偶校驗錯誤。（數據位+校驗位)

U0LCR[3] = 1 使能奇偶產(chǎn)生和校驗；0，則禁止。

U0LCR[5:4] = 00 奇數校驗； U0LCR[5:4] = 01 偶數校驗； U0LCR[5:4] = 10 強制為 1；

U0LCR[5:4] = 11 強制為0。

強制為1或強制為0的意思就是強制校驗必為奇或必為偶。

3、什么是幀錯誤？

當接收字符的停止位為 0 時(shí)，產(chǎn)生幀錯誤

4、什么是間隔錯誤？

在發(fā)送數據時(shí)，如果RXD0引腳保持低電平，將產(chǎn)生間隔中斷。發(fā)生間隔中斷后，接收模塊停止數據接收。