ARM中斷方式串口編程

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三．中斷方式的串口編程

1.用中斷方式編寫串口程序由那幾部分組成

2.硬件上的支持

1>UART0發(fā)送FIFO緩沖區(qū)

A．UART0含有1個(gè)16字節(jié)的發(fā)送FIFO緩沖區(qū)

B．U0THR是UART0發(fā)送FIFO的最高字節(jié)

C．UART的發(fā)送FIFO是一直使能的

2>UART0接收FIFO緩沖區(qū)

A.UART0含有一個(gè)16字節(jié)的接收FIFO緩沖區(qū)。

B.軟件設(shè)置接收FIFO緩沖區(qū)的觸發(fā)字節(jié)。

3>中斷接口:UART0的中斷接口包含中斷使能寄存器(U0IER)和中斷標(biāo)識(shí)寄存器(U0IIR)。

lU0IIR：提供狀態(tài)碼用于指示一個(gè)掛起中斷的中斷源和優(yōu)先級(jí)。

lU0IER可以控制UART0的4個(gè)中斷源。

4>UART0有4個(gè)中斷源：

A.RLS(接收線狀態(tài))中斷：

(1)優(yōu)先級(jí)最高

(2)它在以下條件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤

l幀錯(cuò)誤（FE）

l溢出錯(cuò)誤（OE）

l奇偶錯(cuò)誤（PE）

l間隔中斷（BI）

注：

Ø可以通過(guò)查看U0LSR[4:1]中的值看到產(chǎn)生該中斷的錯(cuò)誤條件

Ø讀取U0LSR寄存器時(shí)清除該中斷。

B.RDA（接收數(shù)據(jù)可用）中斷：

(1)與CTI中斷并列第二優(yōu)先級(jí)。

(2)在以下情況觸發(fā)中斷：

l當(dāng)接收的有效數(shù)據(jù)到達(dá)接收FIFO設(shè)置寄存器(U0FCR)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。

l中斷過(guò)程：

1>移位寄存器(U0RSR)從RxD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)量達(dá)到預(yù)定的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，置位RDA中斷。

3>從U0RBR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)小于觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，清零RDA中斷。

C.CTI(字符超時(shí)指示)中斷

(1)優(yōu)先級(jí)為2.

(2)在以下情況發(fā)生中斷:

l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)量時(shí)，如果在一定時(shí)間內(nèi)仍沒(méi)有接收到新的數(shù)據(jù)，那將觸發(fā)該中斷。

(3)上面的時(shí)間指的是：3.5~4.5個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間。

(4)對(duì)接收FIFO的任何操作都會(huì)清零該中斷標(biāo)志。

(5)中斷過(guò)程：

l移位寄存器(U0RSR)從RxD0引腳接收串行數(shù)據(jù)后，送入接收FIFO中。

l當(dāng)接收FIFO中的有效數(shù)據(jù)少于觸發(fā)個(gè)數(shù)，但如果長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)到達(dá)，則觸發(fā)CTI中斷。

l從U0RBR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。

注：

Ø3.5~4.5個(gè)字節(jié)的時(shí)間：指在串口當(dāng)前的波特率下，發(fā)送3.5~4.5個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間。

Ø當(dāng)接收FIFO中存放多個(gè)數(shù)據(jù)，從U0RBR讀取數(shù)據(jù)，但是沒(méi)有讀完所有數(shù)據(jù)，那么在經(jīng)過(guò)3.5~4.5個(gè)字節(jié)的時(shí)間后觸發(fā)CTI中斷。

D.THRE(發(fā)送)中斷

(1)優(yōu)先級(jí)為第三級(jí)優(yōu)先級(jí)。

(2)當(dāng)FIFO為空并且在以下情況觸發(fā)中斷：

l系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，雖然發(fā)送FIFO為空，但不會(huì)產(chǎn)生THRE中斷。

l在上一次發(fā)生THRE中斷后，向發(fā)送FIFO中寫入1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，將在一個(gè)字節(jié)加上一個(gè)停止位后發(fā)生THRE中斷

(because:如果發(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FIFO仍然為空，如果立即產(chǎn)生THRE中斷，就會(huì)影響緊接著寫入發(fā)送FIFO的數(shù)據(jù)。

所以在發(fā)送完該一個(gè)字節(jié)以及一個(gè)停止位后，才產(chǎn)生THRE中斷。

l如果在發(fā)送FIFO中有過(guò)兩個(gè)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。

l當(dāng)THRE中斷為當(dāng)前有效的最高優(yōu)先級(jí)中斷時(shí)，往U0THR寫數(shù)或者對(duì)U0IIR的讀操作，將使THRE中斷復(fù)位

我們來(lái)看看這些中斷源與存儲(chǔ)器之間的關(guān)系：

注：

Ø由上圖可知：UART0有4個(gè)中斷源：分別是RLS(線狀態(tài))中斷，RDA(接收數(shù)據(jù))中斷,CTI(字符超時(shí))中斷，THRE(發(fā)送數(shù)據(jù))中斷。

Ø4個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)如下圖所示：

3.串口中斷接收初始化

1>串口中斷接收初始化流程

l設(shè)置I/O引腳連接到UART0

l置位除數(shù)鎖存位，配置UART0幀數(shù)據(jù)格式

l根據(jù)波特率計(jì)算分頻值

l設(shè)置波特率

l清除除數(shù)鎖存位，并設(shè)置工作模式

l使能FIFO，并設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)

l允許RBR中斷

2>中斷串口初始化需要配置的寄存器

(與輪循方式配置方法相同的寄存器在此處不在涉及)

lU0FCR(FIFO控制寄存器)：U0FCR控制UART0 Rx和Tx FIFO的操作。

lU0IER(中斷使能寄存器)：U0IER用于使能4個(gè)UART0中斷源。

3>具體寄存器的配置

(1)U0FCR

A作用：控制UART0 Rx和Tx的操作。

B長(zhǎng)度：8位寄存器。

C:每一位的含義：

l第0位：表示FIFO使能

置1：表示使能對(duì)UART0 Rx和Tx的FIFO以及U0FCR[7:1]的訪問(wèn)。

置0：表示不能使用Rx和Tx的FIFO以及步能對(duì)U0FCR[7:1]的訪問(wèn)。

注：該位的任何變化都將使UART0 FIFO清空。

l第1位：表示Rx FIFO的復(fù)位。

置1：會(huì)清零UART0 RxFIFO中的所有字節(jié)并復(fù)位指針邏輯。該位自動(dòng)清零。

l第2位：表示Tx FIFO的復(fù)位。

置1：會(huì)清零UART0 TxFIFO中的所有字節(jié)并復(fù)位指針邏輯。改位自動(dòng)清零。

l第[5:3]位：保留位，用戶不能對(duì)其進(jìn)行操作。從保留位讀出的值未被定義。

l第[7:6]位：表示Rx觸發(fā)選擇

00：觸發(fā)點(diǎn)為0(默認(rèn)為1字節(jié))

01：觸發(fā)點(diǎn)為1(默認(rèn)為4字節(jié))

10：觸發(fā)點(diǎn)為2(默認(rèn)為8字節(jié))

11:觸發(fā)點(diǎn)為3(默認(rèn)為14字節(jié))

注：這兩個(gè)位決定在激活中斷之前，接收UART0 FIFO必須寫入個(gè)字符。

(2)U0IER(中斷使能寄存器)

A作用：U0IER用于使能4個(gè)UART0中斷源

B長(zhǎng)度：8位寄存器

C每一位的含義：

l第0位：表示RBR中斷使能

置1：使能RDA中斷

置0：禁止RDA中斷

注：U0IEER第零位使能UART0接收數(shù)據(jù)可用中斷。它還控制(CTI)字符接收超時(shí)中斷。

l第1位：表示THRE中斷使能

置1：使能THRE中斷

置0：禁止THRE中斷

l第2位：表示Rx線狀態(tài)中斷使能

置1：使能Rx線狀態(tài)中斷

置0：禁止RX線狀態(tài)中斷

注：U0IER第二位使能UART0 Rx線狀態(tài)中斷。該中斷的狀態(tài)可從U0LSR[4:1]讀出

l第[7:3]位：是保留位

注:用戶不能向其寫入1.

4>串口初始化程序：

*

*作者：tiger-john

*時(shí)間：2011年1月18日

*名稱：UART0_Init

*功能：UART0初始化通訊波特率115200，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)

*接收FIFO觸發(fā)點(diǎn)為8字節(jié)，使能RDR(接收數(shù)據(jù)）中斷

*入口參數(shù)：bps串口波特率

*出口參數(shù)：無(wú)

/

voidUART0_Init(uint32 bps)

{

uint16Fdiv;

PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;//設(shè)置UART0的引腳

U0LCR = 0x83;//置為除數(shù)鎖存位，進(jìn)行配置

Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;

U0DLM = Fdiv>>8;

U0DLL = Fdiv%256;

U0LCR = 0x03;//清除除數(shù)鎖存位，并設(shè)置工作模式

U0FCR = 0x81;//使能FIFO，并設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)為8字節(jié)

U0IER = 0x01;//允許RBR中斷，即接收中斷

}

5.中斷初始化

先來(lái)看一下UART0和VIC之間的關(guān)系：

1>中斷初始化流程：

l選擇中斷為向量中斷或快速中斷

l分配中斷通道

l設(shè)置UART0向量地址

l使能UART0中斷

2>關(guān)于ARM中斷編程方法和寄存器的使用在此不做涉及（如果想知道的話，可以看這篇文章http://blog.csdn.net/tigerjb/archive/2010/11/30/6045409.aspx

3>中斷初始化程序：

/

*作者：tiger-john

*時(shí)間：2011年1月18日

*名稱：Interrupt_Init

*功能：初始化串口中斷，給串口中斷選擇為向量中斷，分配向量通道號(hào)1給串口

*入口參數(shù)：無(wú)

*出口參數(shù)：無(wú)

/

void Interrupt_Init (void)

{

VICIntSelect = 0x00000000;//設(shè)置所有通道為IRQ中斷

VICVectCntl1 = (0x20 | 6);// UART0中斷通道分配到IRQ slot 1

VICVectAddr1 = (uint32)UART0_Exception; //設(shè)置UART0向量地址

VICIntEnable = 1 << 6;//使能串口中斷

}

6.用中斷編寫接收函數(shù)

1>中斷服務(wù)函數(shù)流程

l清除串口中斷標(biāo)識(shí)寄存器（U0IIR）

l清除中斷標(biāo)志

l讀取接收FIFO中的數(shù)據(jù)

2>中斷函數(shù)服務(wù)函數(shù)中需要配置的寄存器

(1)U0IIR中斷標(biāo)識(shí)寄存器。

l第0位：表示中斷掛起

置1：表示沒(méi)有掛起的中斷

置0：表示至少有一個(gè)中斷掛起

l第[3:1]位：中斷標(biāo)識(shí)，這三位表示了對(duì)應(yīng)UART0 Rx FIFO的中斷。

001：表示發(fā)送中斷(THRE)

010:表示接收數(shù)據(jù)可用中斷(RDA)

011:表示接收線狀態(tài)中斷(RLS)

110:表示字符超時(shí)中斷(CTI)

l第[7:4]:是保留位

注：

1.U0IIR提供的狀態(tài)碼可用于指示一個(gè)掛起中斷的中斷源和優(yōu)先級(jí)。

2.在訪問(wèn)U0IIR過(guò)程中，中斷被凍結(jié)

3.如果在訪問(wèn)U0IIR時(shí)，產(chǎn)生了中斷，該中斷被記錄。在下次訪問(wèn)U0IIR時(shí)可以讀出，避免中斷的丟失。

3>中斷服務(wù)函數(shù)程序：

/* *名稱：IRQ_UART0()

*功能：串口UART0中斷接收8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

*入口參數(shù)：無(wú)

*出口參數(shù)：無(wú)

/

uint8rcv_buf[8];// UART0數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)

void__irq IRQ_UART0(void)

{uint8i;

uint32 data;

data = U0IIR;//清除中斷表示寄存器標(biāo)志

VICVectAddr = 0;//清除中斷

for(i=0; i<8; i++)

{

rcv_buf[i] = U0RBR;//讀取FIFO的數(shù)據(jù)

}

}

7.看一個(gè)總程序：

四.用中斷編寫發(fā)送函數(shù)

1.中斷初始化

同上和用中斷接收函數(shù)時(shí)的中斷初始化是一樣的

2.串口初始化

1>串口初始化流程：

l設(shè)置I/O引腳連接到UART0

l置位除數(shù)鎖存位，配置UART0幀格式

l根據(jù)波特率計(jì)算分頻值

l設(shè)置波特率

l清除除數(shù)鎖存位，并設(shè)置工作模式

l使能FIFO，并使TxFIFO復(fù)位

l使能THRE中斷

2>串口初始化函數(shù):

/

*名稱：UART0_Init

*功能：UART0初始化通訊波特率115200，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)

*使能TxFIFO,和THRE中斷

*入口參數(shù)：bps串口波特率

*出口參數(shù)：無(wú)

/

voidUART0_Init(uint32 bps)

{

uint16Fdiv;

PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;//設(shè)置UART0的引腳

U0LCR = 0x83;//置位除數(shù)鎖存位，配置UART0幀格式

Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;//根據(jù)波特率計(jì)算分頻值

U0DLM = Fdiv>>8;//設(shè)置波特率

U0DLL = Fdiv%256;

U0LCR = 0x03;//清除除數(shù)鎖存位，并設(shè)置工作模式

U0FCR = 0x05;//使能TxFIFO,并使TxFIFO復(fù)位

U0IER = 0x02;//使能THRE中斷

}

3中斷服務(wù)函數(shù)：

1>中斷服務(wù)函數(shù)流程：

l清除串口中斷標(biāo)識(shí)寄存器

l清除中斷控制標(biāo)識(shí)寄存器

2>中斷發(fā)送服務(wù)函數(shù)程序:

/

*名稱：UART0_Exception

*功能：串口發(fā)送中斷

*入口參數(shù)：無(wú)

*出口參數(shù)：data發(fā)送的數(shù)據(jù)

/

void__irq IRQ_UART0(void)

{

uint32 data;

data = U0IIR;//清除中斷表示寄存器標(biāo)志

VICVectAddr = 0;//清除中斷

}

4.用串口中斷發(fā)送函數(shù)的總程序：