基于ADS的S3C2410實(shí)現(xiàn)嵌入式串口通信

引言

　　ARM ADS全稱為ARM Developer suite(ARM開發(fā)套件)。ADS的CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境(IDE)是基于Metrowerks CodeWarrior IDE4.2版本的，經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟眉粢灾С?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/ADS">ADS工具鏈，為管理和開發(fā)項(xiàng)目提供了簡(jiǎn)單多樣化的圖形用戶界面，用戶可以使用ADS的CodeWarrior IDE為ARM和Thumb處理器開發(fā)用C、C++或ARM匯編語(yǔ)言的程序代碼，縮短了用戶開發(fā)項(xiàng)目代碼的周期。ADS中包括3個(gè)調(diào)試器：AXD(ARM ExtendedDebugger)、ARMSD(ARM Symbo l i c Debugger)、ADW/ADU(Appl icat ion Debugger Windows/Unix)。在軟件開發(fā)的最初階段，可以使用調(diào)試器進(jìn)行仿真來測(cè)試所開發(fā)的軟件是否達(dá)到了預(yù)期的效果。

　　在數(shù)據(jù)采集的實(shí)際開發(fā)應(yīng)用中，串口通信是不可缺少的部分，它是目前嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)間的一種非常重要且普遍使用的通信方式。計(jì)算機(jī)利用串口對(duì)單片機(jī)等外部設(shè)備的控制減少了在訪問外部設(shè)備時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的匯編語(yǔ)言編程等帶來的麻煩，同時(shí)也有利于大規(guī)模的開發(fā)和設(shè)計(jì)。在Linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)把串口等其它外設(shè)當(dāng)作文件進(jìn)行操作，在端口的讀寫上非常方便，大大提高了系統(tǒng)編程效率。本文通過把Linux系統(tǒng)移植到S3C2410后，利用S3C2410自帶的串口對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)控制，詳細(xì)地介紹了串行通信的硬件電路和軟件的實(shí)現(xiàn)方法。

　　S3C2410硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介

　　S3C2410是韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的新一代高性能微處理器，它是基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC處理器。主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。

　　S3C2410擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。又有著低成本。低功耗等優(yōu)點(diǎn)。在各種手持及移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用越來越廣泛，基于其平臺(tái)的程序功能也越來越復(fù)雜。于是，在其平臺(tái)上架構(gòu)多線程的操作系統(tǒng)已成為越來越多系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的訴求，本文介紹多線程在S3C2410上的具體實(shí)現(xiàn)過程。

　　硬件結(jié)構(gòu)

　　目前串口大部分是在Windows或是在Dos下運(yùn)用，本文是在Linux系統(tǒng)下利用串口來實(shí)現(xiàn)通信的。S3C2410芯片是三星公司生產(chǎn)的 16/32bit的RISC處理器，獨(dú)立的16kB指令和16 kB數(shù)據(jù)的緩存(cache)，用于虛擬內(nèi)存管理的MMU單元，LCD控制器(STNTFT)，非線性(NAND)FLASH的引導(dǎo)單元，系統(tǒng)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(dá)到230400 Boud/s，這些特點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)在Linux系統(tǒng)下計(jì)算機(jī)與開發(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(tái)控制箱，它擁有RS232的串口能使S3C2410通過串口對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而能夠?qū)崿F(xiàn)S3C2410對(duì)電動(dòng)位移平臺(tái)的控制。但是控制箱是在 Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，所以要想把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中是存在難度的。S3C2410的串口要實(shí)現(xiàn)與控制箱的數(shù)據(jù)傳輸，那么就要使控制箱及其控制的電動(dòng)平移臺(tái)實(shí)現(xiàn)與其它模塊組成嵌入式系統(tǒng)，比如與一臺(tái)攝像頭聯(lián)系起來，當(dāng)攝像頭對(duì)物體進(jìn)行圖像采集后，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而計(jì)算出目標(biāo)具體要改變的位移等參量，然后控制箱在通過$3C24lO的存儲(chǔ)器中讀取這些數(shù)據(jù)，并發(fā)出命令使電動(dòng)位移平臺(tái)按需要的改變量進(jìn)行移動(dòng)，這樣就是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)(宿主機(jī))、目標(biāo)機(jī)(S3C2410)還有控制箱之間連接的硬件原理如圖1所示。在宿主機(jī)上將在ADS環(huán)境下編好的程序通過JTAG下載到 S3C2410后，S3C2410就可以通過串口與控制箱進(jìn)行通信。

　　UART軟件

　　通用異步收發(fā)器(UART)是一種串行接口，許多微處理器和微控制器中都包含這種外設(shè)接口。異步串行接口提供了一種簡(jiǎn)單的途徑，使兩個(gè)器件無需共享同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)就能進(jìn)行通信。如果再加入一個(gè)合適的電平轉(zhuǎn)換器，串口還能用在RS-232和RS-485網(wǎng)絡(luò)中通信，或者與計(jì)算機(jī)的COM端口連接。串口只需兩根信號(hào)線(Rx和Tx)即可實(shí)現(xiàn)，而且只要兩端器件都采用同樣的位格式和波特率，那么它們無需其它任何對(duì)方的信息就可以成功傳輸數(shù)據(jù)。