北航ARM9嵌入式实验报告1

时间：2024.5.8

实验一串口通讯实验

一、实验目的

1. 掌握ARM的串行口工作原理。

2. 学习编程实现ARM的UART通讯。

3. 掌握S3C2410寄存器配置方法。

二、实验内容

实现查询方式串口的收发功能。接收来自串口（通过超级终端）的字符并将接收到的字符发送到超级终端。

三、预备知识

1. 了解ADS集成开发环境的基本功能。

2. 学习串口通讯的基本知识。

3. 熟悉S3C2410串口有关的寄存器。

四、实验设备

硬件：2410s教学实验箱、ARM920T的JTAG仿真器、串口连接线。软件：ARM ADS1.2集成开发环境、超级终端通讯程序。

五、实验步骤

1.以实验一为模板，完成实验的1和2。

2.将接收串口数据的数组cl[1]改为cl[256]，用cl[i]==0x0d 回车字符作为一

帧结束的条件。

3.将“Exp4 电机转动控制实验” inc目录下的MotorCtrl.H 和src目录下

的MotorCtrl.C拷到该工程相应目录，将MotorCtrl.C 添加到工程中。

4.在main函数里包含以下头文件 #include “../inc/MotorCtrl.h”。

5.在main函数里包含以下头文件 #include “inc/macro.h“ ，

#define MOTOR_COUNT 12657

6.在Main函数里执行init_MotorPort();

7.直流电机调试的函数是 SetPWM((setspeed

-512)*MOTOR_COUNT/1024)，setspeed是速度指令，取值范围0~1023.

8.程序代码如下：

/***************************************************************************\

\***************************************************************************/

/***************************************************************************\

#说明: C main 函数，ucos-ii初始化等定义

---------------------------------- Bug --------------------------------------

---------------------------------- TODO list --------------------------------------

----------------------------------修正--------------------------------------

2004-5-12 创建

\***************************************************************************/

//#include"../ucos-ii/includes.h" /* uC/OS interface */

//#include "../ucos-ii/add/osaddition.h"

//#include "../inc/drivers.h"

//#include "../inc/sys/lib.h"

//#include "../src/gui/gui.h"

#include "../inc/MotorCtrl.h"

#include "../inc/macro.h"

#define MOTOR_COUNT 12657

#define U8 unsigned char

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#define TRUE 1

#define FALSE 0

//#pragma import(__use_no_semihosting_swi) // ensure no functions that use semihosting

#define rUTRSTAT0 (*(volatile unsigned *)0x50000010)

#define rUTRSTAT1 (*(volatile unsigned *)0x50004010)

#define WrUTXH0(ch) (*(volatile unsigned char *)0x50000020)=(unsigned char)(ch)

#define WrUTXH1(ch) (*(volatile unsigned char *)0x50004020)=(unsigned 2

char)(ch)

#define RdURXH0() (*(volatile unsigned char *)0x50000024)

#define RdURXH1() (*(volatile unsigned char *)0x50004024)

//void Uart_SendByten(int Uartnum, U8 data);

void Uart_SendByten(int,U8*);

char Uart_Getchn(char* Revdata, int Uartnum, int timeout);

char String2BCD(char *Revdata, char *BCDcode);

char SetMotorSpeed(char *BCDcode);

void ARMTargetInit(void);

void hudelay(int time);

void printBCD(char *BCDcode)

{

for(int i=0;i<4;i++)

{

while(!(rUTRSTAT0 & 0x4)); //Wait until THR is empty.

hudelay(10);

WrUTXH0(BCDcode[i]+'0');

}

int main(void)

{ //int ndev;

char c1[256];

char Bcd[4];

char err;

ARMTargetInit(); // do target (uHAL based ARM system) initialisation //

init_MotorPort(); // 执行电机初始化

while(1)

{

//Uart_SendByten(0,0xa);//换行

//Uart_SendByten(0,0xd);//回车

err=Uart_Getchn(c1,0,0); //从串口采集数据

//Uart_SendByten(0,"hello\n");

if(String2BCD(c1, Bcd))

if(SetMotorSpeed(Bcd))

{

Uart_SendByten(0,"MotorSpeed = ");

printBCD(Bcd);

Uart_SendByten(0,"\r\n");

}

else

{

Uart_SendByten(0,"Too Large.");

Uart_SendByten(0,c1);

Uart_SendByten(0,"\r\n");

}

else

{

Uart_SendByten(0,"Invalid.\r\n"); Uart_SendByten(0,c1);

Uart_SendByten(0,"\r\n");

}

//if (err==TRUE)

// Uart_SendByten(0,c1[0]); //显示采集的数据 }

}

char String2BCD(char *Revdata, char *BCDcode)

{

int i;

for(i = 0; i < 4; i++)

BCDcode[i] = 0;

for(i = 0; i < 4; i++)

{

if(Revdata[i] >= '0' && Revdata[i] <= '9')

{

for(int j = 0; j < 4 - 1; j++)

BCDcode[j] = BCDcode[j + 1];

BCDcode[3] = Revdata[i] - '0';

}

else if(i && Revdata[i] == 0X0D)

return TRUE;

else

return FALSE;

}

if(Revdata[4] == 0X0D)

return TRUE;

else

return FALSE;

}

char SetMotorSpeed(char *BCDcode)

{

int speed = 0;

for(int i = 0; i < 4; i++)

speed = speed * 10 + BCDcode[i];

if(speed >= 1024)

return FALSE;

SetPWM((speed - 512) * MOTOR_COUNT / 1024); return TRUE;

}

void Uart_SendByten(int Uartnum, U8 *data)//ok eric rong {

int i = 0;

if(Uartnum==0)

{

while(data[i]!=0 && i<512)

{

while(!(rUTRSTAT0 & 0x4)); //Wait until THR is empty.

hudelay(10);

WrUTXH0(data[i]);

i++;

}

else

{

while(!(rUTRSTAT1 & 0x4)); //Wait until THR is empty.

hudelay(10);

WrUTXH1(data);

}

char Uart_Getchn(char* Revdata, int Uartnum, int timeout)

{

int dataRecieved=0;

if(Uartnum==0){

while(1)

{

while(!(rUTRSTAT0 & 0x1)); //Receive data read

Revdata[dataRecieved]=RdURXH0();

if(Revdata[dataRecieved]==0X0D)

{

Revdata[dataRecieved + 1] = 0;

return TRUE;

}

if(++dataRecieved>=255)

return FALSE;

}

else{

while(!(rUTRSTAT1 & 0x1));//Receive data read

*Revdata=RdURXH1();

return TRUE;

}

六、实验思考

1. 232串行通讯的数据格式是什么？

RS-232属于“异步传输”，在传送数据时，并不需要另外使用一条传输线来传送同步信号，不过必须在每一组数据的前后都加上同步信号，把同步信号与数 5

据混和之后，使用同一条传输线来传输。从低位到高位的一帧数据格式为：

---------------------------------------------------------------------------------------

起始位(Start)+数据位（Data）+奇偶校验位（Parity）+停止位(Stop)

----------------------------------------------------------------------------------------

其中起始位固定为一个比特，停止位则可以是1、1.5或者是2比特（传送与接受一致），数据位可以设置为7、8或者9，奇偶校验位可以设置为无（N）、奇（O）或者偶（E），奇偶校验位可以使用数据中的比特。

2. 串行通讯最少需要几根线，分别如何连接？

以9芯D型插头为例，至少需要3根数据线：串口的2脚(发送数据TXD)与另一串口的3脚（接收数据RXD）连接，同时两串口的5脚（信号地）连接在一起。

3. ARM的串行口有几个，相应的寄存器是什么？

2410/2330自带3个UART端口通道，每个通道都可以工作于中断或者DMA模式，且都有16字节的FIFO用于数据发送和接受。

涉及的寄存器有：1）涉及的UART通道管脚设置寄存器如设置rGPHCON将GPH2、GPH3引脚的功能设为TXD0、RXD0；2）波特率设置寄存器rUBRDIVn(n=0~2)；3）线控制寄存器rULCONn，主要用来选择每帧数据位和停止位宽度，奇偶校验模式及是否使用红外模式；4）控制寄存器rUCONn，用于选择UART时钟源、设置中断方式、接受超时时能、接受错误状态中断使能等；

5）FIFO设置寄存器rUFCONn与FIFO状态寄存器rUFSTATn；6）流量控制寄存器rUMCONn与流量状态寄存器rUMSTATn；7）发送/接受状态寄存器rUTRSTATn，用来表明数据是否已经发送完毕、是否已经接受到数据；8）错误状态寄存器rUERSTATn，用来表示各种错误是否发生如溢出错误、校验错误、帧错误等；9）发送缓冲数据寄存器rUTXHn与接受数据缓冲寄存器rURXHn。

4. 用中断方式实现串口驱动。

答：一种简单的利用中断方式实现的串口驱动设计：

1）接受串口数据函数

int recv_comData(char* dest, int count)

函数流程：首先设置rINTMSK打开串口接受中断，然后挂起等待一个标识数据接受完毕的全局变量IsReady变为真，然后从全局缓冲区Rxbuffer[MAX_LEN]复制count字节数据到dest所指的目标地址并返回；

当串口数据到达时，在相应的IRQ中断服务程序中，接受串口数据至缓冲区Rxbuffer[MAX_LEN]，并设置全局变量IsReady为真值，然后清除并关闭串口接受中断。

2）发送串口数据函数

int send_comData(char* src, int count)

函数流程：将src指向的count字节长的源数据拷贝至发送缓冲区Txbuffer[MAX_LEN]（以’\0’作为数据结束标志），使能串口发送中断，然后挂起等待一个标识数据发送完毕的全局变量IsOver变为真，发送完毕后函数返回。

缓冲区变空产生发送中断，在使能中断的情况下，在相应的IRQ中断服务程序中，将缓冲区Txbuffer[MAX_LEN]中的有效数据写入发送寄存器或FIFO，并设置全局变量IsOver为真值，然后清除并关闭串口发送中断。

第二篇：北航ARM9实验报告1

串口通讯实验

一、实验目的

1. 掌握ARM的串行口工作原理。

2. 学习编程实现ARM的UART通讯。

3. 掌握S3C2410寄存器配置方法。

二、实验内容

实现查询方式串口的收发功能。接收来自串口（通过超级终端）的字符并将接收到的字符发送到超级终端。

三、预备知识

1. 了解ADS集成开发环境的基本功能。

2. 学习串口通讯的基本知识。

3. 熟悉S3C2410串口有关的寄存器。

四、实验设备

硬件：2410s教学实验箱、ARM920T的JTAG仿真器、串口连接线。软件：ARM ADS1.2集成开发环境、超级终端通讯程序。

五、实验步骤

1. 新建工程，将启动所需要的基础文件添加至工程中，如启动文件startup.s、地址文件2410addr.s、reg2410.h和分散加载文件scat_ram.scf等。

2. 定义用到的与UART有关的各个寄存器地址和一些常数： /*涉及的GPIP寄存器*/

#define rGPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070) #define rGPHDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000074) #define rGPHUP (*(volatile unsigned long *)0x56000078)

/*UART 寄存器*/

#define rULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000) #define rUCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004) #define rUFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008) #define rUMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000c) #define rUTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010) #define rUBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)

#define RdURXH0() (*(volatile unsigned char *)0x50000024) #define WrUTXH0(ch) \

(*(volatile unsigned char *)0x50000020)=(unsigned char)(ch)

/*定义常数：PCLK及波特率*/

#define PCLK 5000000 // 50MHZ

#define UART_CLK PCLK // the clock source of UART0 is setted as PCLK #define UART_BAUD_RATE 115200 // baud rate

#define UART_BRD ((UART_CLK/(UART_BAUD_RATE * 16)) - 1)

3. 编写串口初始化函数：

/* ***************************************************** * Name: uart0_init(void)

* Description: initial the UART0: 115000,BN1, no modem contrl /* ***************************************************** void uart0_init(void)

{

rGPHCON |= 0xa0; // GPH2 = TXD0 , GPH3 = RXD0

rGPHUP = 0x0c; // GPH2,3 pull-up

rULCON0 = 0x03; // 8N1

rUCON0 = 0x05; // look-up way

rUFCON0 = 0x00; // not use FIFO

rUMCON0 = 0x00; // not use moden-contrl

rUBRDIV0 = UART_BRD; // baud_rate

}

4. 编写串口驱动函数：

/* ***************************************************** * Name: Uart_SendByten

* Description: 发送字节数据data到串口0

/* ***************************************************** void Uart_SendByten(U8 data)

{

while(!(rUTRSTAT0 & 0x4)); //Wait until THR is empty.

hudelay(10);

WrUTXH0(data);

}

/* ********************************************************** * Name: Uart_SendByten

* Description: 接受串口0一字节数据拷贝至Revdata所指地址 /* ********************************************************* char Uart_Getchn(char* Revdata, int timeout)

{

while(!(rUTRSTAT0 & 0x1)); //Receive data read

*Revdata=RdURXH0();

return TRUE;

}

5. 编写主函数：

/* ********************************************************** * Name: main

* Description: 从串口0接受数据并显示在超级终端

/* ********************************************************* int main(void)

{

char c1[1];

char err;

ARMTargetInit(); // do target (uHAL based ARM system) initialisation // uart0_init(); //串口0寄存器及相关GPIO初始化

while(1)

{

Uart_SendByten(0xa); //换行

Uart_SendByten(0xd); //回车

err=Uart_Getchn(c1,0); //从串口0采集数据

Uart_SendByten(c1[0]); //显示采集的数据

}

六、实验思考

1. 232串行通讯的数据格式是什么？

RS-232属于“异步传输”，在传送数据时，并不需要另外使用一条传输线来传送同步信号，不过必须在每一组数据的前后都加上同步信号，把同步信号与数据混和之后，使用同一条传输线来传输。从低位到高位的一帧数据格式为：

---------------------------------------------------------------------------------------

起始位(Start)+数据位（Data）+奇偶校验位（Parity）+停止位(Stop)

----------------------------------------------------------------------------------------

2. 串行通讯最少需要几根线，分别如何连接？

以9芯D型插头为例，至少需要3根数据线：串口的2脚(发送数据TXD)与另一串口的3脚（接收数据RXD）连接，同时两串口的5脚（信号地）连接在一起。

3. ARM的串行口有几个，相应的寄存器是什么？

2410/2330自带3个UART端口通道，每个通道都可以工作于中断或者DMA模式，且都有16字节的FIFO用于数据发送和接受。

4. 用中断方式实现串口驱动。

答：一种简单的利用中断方式实现的串口驱动设计：

1）接受串口数据函数

int recv_comData(char* dest, int count)

当串口数据到达时，在相应的IRQ中断服务程序中，接受串口数据至缓冲区Rxbuffer[MAX_LEN]，并设置全局变量IsReady为真值，然后清除并关闭串口接受中断。

2）发送串口数据函数

int send_comData(char* src, int count)

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