ADS環(huán)境下基于S3C2410串口應用程序的開(kāi)發(fā)

　　0 引言

　　ARM ADS全稱(chēng)為ARM Developer suite(ARM開(kāi)發(fā)套件)。是ARM公司推出的ARM系列處理器集成開(kāi)發(fā)工具，使用非常廣泛，目前最高版本的是1．2，它取代了早期的ADS1．1和 ADS1．0。它除了可以安裝在Windows NT4、Windows98和Windows95操作系統下，還支持Windows XP和Windows Me操作系統。ADS由命令行開(kāi)發(fā)工具、ARM實(shí)時(shí)庫、GuI開(kāi)發(fā)環(huán)境(CodeWarrior和AXD)、實(shí)用程序和支持軟件組成。有了這些部件，用戶(hù)就可以為ARM系列的RISC處理器編寫(xiě)和調試自己的開(kāi)發(fā)應用程序了。命令行開(kāi)發(fā)工具完成將源代碼編譯，連接成可執行代碼的功能，包手舌：armcc、 armcpp、tcc、tcpp、armasm、armlink、armsd。其中armcc用于將ANSI C編寫(xiě)的程序編譯成32位的ARM指令代碼。支持編譯C和C++代碼的運行時(shí)庫有：ANSI C庫函數、C++庫函數。ADS的CodeWarrior集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)是基于Metrowerks CodeWarrior IDE4．2版本的，經(jīng)過(guò)適當的裁剪以支持ADS工具鏈，為管理和開(kāi)發(fā)項目提供了簡(jiǎn)單多樣化的圖形用戶(hù)界面，用戶(hù)可以使用ADS的CodeWarrior IDE為ARM和Thumb處理器開(kāi)發(fā)用C、C++或ARM匯編語(yǔ)言的程序代碼，縮短了用戶(hù)開(kāi)發(fā)項目代碼的周期。ADS中包括3個(gè)調試器：AXD(ARM ExtendedDebugger)、ARMSD(ARM Symbo l i c Debugger)、ADW／ADU(Appl icat ion Debugger Windows／Unix)。在軟件開(kāi)發(fā)的最初階段，可以使用調試器進(jìn)行仿真來(lái)測試所開(kāi)發(fā)的軟件是否達到了預期的效果。

　　在數據采集的實(shí)際開(kāi)發(fā)應用中，串口通信是不可缺少的部分，它是目前嵌入式系統與PC機間的一種非常重要且普遍使用的通信方式。計算機利用串口對單片機等外部設備的控制減少了在訪(fǎng)問(wèn)外部設備時(shí)需要進(jìn)行復雜的匯編語(yǔ)言編程等帶來(lái)的麻煩，同時(shí)也有利于大規模的開(kāi)發(fā)和設計。在Linux系統中，系統把串口等其它外設當作文件進(jìn)行操作，在端口的讀寫(xiě)上非常方便，大大提高了系統編程效率。本文通過(guò)把Linux系統移植到S3C2410后，利用S3C2410自帶的串口對目標實(shí)現控制，詳細地介紹了串行通信的硬件電路和軟件的實(shí)現方法。

　　1 硬件結構

　　目前串口大部分是在Windows或是在Dos下運用，本文是在Linux系統下利用串口來(lái)實(shí)現通信的。S3C2410芯片是三星公司生產(chǎn)的 16／32bit的RISC處理器，獨立的16kB指令和16 kB數據的緩存(cache)，用于虛擬內存管理的MMU單元，LCD控制器(STNTFT)，非線(xiàn)性(NAND)FLASH的引導單元，系統管理器(包括片選邏輯控制和SDRAM控制器)，3個(gè)通道的異步串口(UART)，每個(gè)控制器支持的最高波特率可以達到230400 Boud／s，這些特點(diǎn)為實(shí)現在Linux系統下計算機與開(kāi)發(fā)板之間順利進(jìn)行串口通信提供了可靠的保證。WNSC400是北京維納光科公司生產(chǎn)的電動(dòng)位移平臺控制箱，它擁有RS232的串口能使S3C2410通過(guò)串口對其進(jìn)行數據通信，從而能夠實(shí)現S3C2410對電動(dòng)位移平臺的控制。但是控制箱是在 Windows環(huán)境下實(shí)現的，所以要想把它應用到嵌入式系統中是存在難度的。S3C2410的串口要實(shí)現與控制箱的數據傳輸，那么就要使控制箱及其控制的電動(dòng)平移臺實(shí)現與其它模塊組成嵌入式系統，比如與一臺攝像頭聯(lián)系起來(lái)，當攝像頭對物體進(jìn)行圖像采集后，對采集數據進(jìn)行處理，進(jìn)而計算出目標具體要改變的位移等參量，然后控制箱在通過(guò)$3C24lO的存儲器中讀取這些數據，并發(fā)出命令使電動(dòng)位移平臺按需要的改變量進(jìn)行移動(dòng)，這樣就是實(shí)現了一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式系統。計算機(宿主機)、目標機(S3C2410)還有控制箱之間連接的硬件原理如圖1所示。在宿主機上將在A(yíng)DS環(huán)境下編好的程序通過(guò)JTAG下載到 S3C2410后，S3C2410就可以通過(guò)串口與控制箱進(jìn)行通信。

　　2 UART軟件部分的實(shí)現

　　絕大多數的Linux軟件開(kāi)發(fā)都是以native方式進(jìn)行的，即本機(HOST)開(kāi)發(fā)、調試、本機運行的方式，但是由于在目標機上沒(méi)有足夠的資源來(lái)滿(mǎn)足嵌入式系統的開(kāi)發(fā)，所以這種方式不適合于嵌入式系統的軟件開(kāi)發(fā)。通常嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)采用交叉編譯調試的方法。交叉編譯的主要特征是某機器中執行的程序代碼不是由本機編譯生成，而是由另外一臺機器編譯生成。
串口通信的基本任務(wù)有：實(shí)現數據格式化、進(jìn)行串／并轉換、控制數據傳輸速率、進(jìn)行錯誤檢測和進(jìn)行TTl與EIA電平轉換。串口通信分為同步通信和異步通信兩種類(lèi)型，本文將用到異步串行I／0。

　　由于Linux系統將所有的設備都看成文件，所以訪(fǎng)問(wèn)串口時(shí)，認為串口是一個(gè)文件，我們可以使用文件系統控制函數實(shí)現基本的串口操作，比如open()函數用來(lái)打開(kāi)串口，read()和write()函數用來(lái)讀寫(xiě)串口，在傳輸數據完成后可以用close()函數關(guān)閉串口。

　　2．1 串口的基本設置

　　串口最基本的設置有波特率設置、檢驗位和停止位的設置。串口的設置主要是設置struct termios結構體的各成員值：

　　2．2 串口的讀寫(xiě)

　　發(fā)送數據

　　除了上面用read來(lái)讀取串口的方法外，也可以使用操作文件的函數來(lái)實(shí)現異步讀取，如fcnt1，或者selectt等。

　　2．3 應用程序

　　ADS開(kāi)發(fā)平臺的優(yōu)點(diǎn)是它已經(jīng)把串口的相關(guān)設置函數都已經(jīng)包含在相關(guān)的頭文件中，這樣當開(kāi)發(fā)人員想利用串口進(jìn)行再次研發(fā)時(shí)就可以直接利用這些函數，或者在原函數上進(jìn)行修改。本文中要通過(guò)S3C2410的串口對WNSC400控制箱進(jìn)行數據的傳輸就利用了這些優(yōu)點(diǎn)，部分程序如下：

　　3 結語(yǔ)

　　通過(guò)實(shí)驗，實(shí)現了用S3C2410控制WNSC400控制箱來(lái)控制電動(dòng)平移臺，在A(yíng)DS環(huán)境下進(jìn)行的開(kāi)發(fā)減少了直接在Linux系統下進(jìn)行串口開(kāi)發(fā)所遇到的麻煩，而且由于A(yíng)ARM具有多功能模塊擴展功能，可以使多種功能集中起來(lái)，為WNSC400控制箱及其電動(dòng)平移臺廣泛應用于嵌入式系統中創(chuàng )造了條件。