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ARM中斷方式串口編程

作者： 時間：2016-11-09 來源：網絡 收藏
串口編程(UART0)之中斷方式

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

本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/201611/317903.htm

from:blog.csdn.net/tigerjb

Email：jibo.tiger@gmail.com

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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發送FIFO緩沖區

A．UART0含有1個16字節的發送FIFO緩沖區

B．U0THR是UART0發送FIFO的最高字節

C．UART的發送FIFO是一直使能的

2>UART0接收FIFO緩沖區

A.UART0含有一個16字節的接收FIFO緩沖區。

B.軟件設置接收FIFO緩沖區的觸發字節。

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

lU0IIR：提供狀態碼用于指示一個掛起中斷的中斷源和優先級。

lU0IER可以控制UART0的4個中斷源。

4>UART0有4個中斷源：

A.RLS(接收線狀態)中斷：

(1)優先級最高

(2)它在以下條件發生時產生錯誤

l幀錯誤（FE）

l溢出錯誤（OE）

l奇偶錯誤（PE）

l間隔中斷（BI）

注：

Ø可以通過查看U0LSR[4:1]中的值看到產生該中斷的錯誤條件

Ø讀取U0LSR寄存器時清除該中斷。

B.RDA（接收數據可用）中斷：

(1)與CTI中斷并列第二優先級。

(2)在以下情況觸發中斷：

l當接收的有效數據到達接收FIFO設置寄存器(U0FCR)中設置的觸發點時，RDA被激活。當接收FIFO中的有效數據少于觸發點時，RDA復位。

l中斷過程：

1>移位寄存器(U0RSR)從RxD引腳接收串行數據后，送入接收FIFO中

2>當接收FIFO中的有效數據數量達到預定的觸發點時，置位RDA中斷。

3>從U0RBR寄存器中讀取FIFO中最早到達的數據，當FIFO中的有效數據小于觸發點時，清零RDA中斷。

C.CTI(字符超時指示)中斷

(1)優先級為2.

(2)在以下情況發生中斷:

l當接收FIFO中的有效數據少于預定的觸發點數量時，如果在一定時間內仍沒有接收到新的數據，那將觸發該中斷。

(3)上面的時間指的是：3.5~4.5個字節所需要的時間。

(4)對接收FIFO的任何操作都會清零該中斷標志。

(5)中斷過程：

l移位寄存器(U0RSR)從RxD0引腳接收串行數據后，送入接收FIFO中。

l當接收FIFO中的有效數據少于觸發個數，但如果長時間沒有數據到達，則觸發CTI中斷。

l從U0RBR中讀取接收FIFO中的數據，或者有新的數據送入接收FIFO，都將清零CTI中斷。

注：

Ø3.5~4.5個字節的時間：指在串口當前的波特率下，發送3.5~4.5個字節所需要的時間。

Ø當接收FIFO中存放多個數據，從U0RBR讀取數據，但是沒有讀完所有數據，那么在經過3.5~4.5個字節的時間后觸發CTI中斷。

D.THRE(發送)中斷

(1)優先級為第三級優先級。

(2)當FIFO為空并且在以下情況觸發中斷：

l系統啟動時，雖然發送FIFO為空，但不會產生THRE中斷。

l在上一次發生THRE中斷后，向發送FIFO中寫入1個字節數據，將在一個字節加上一個停止位后發生THRE中斷

(because:如果發送移位寄存器為空，那么寫入發送FIFO的數據將直接進入發送移位寄存器。此時發送FIFO仍然為空，如果立即產生THRE中斷，就會影響緊接著寫入發送FIFO的數據。

所以在發送完該一個字節以及一個停止位后，才產生THRE中斷。

l如果在發送FIFO中有過兩個字節以上的數據，但是現在發送FIFO為空時，將立即觸發THRE中斷。

l當THRE中斷為當前有效的最高優先級中斷時，往U0THR寫數或者對U0IIR的讀操作，將使THRE中斷復位

我們來看看這些中斷源與存儲器之間的關系：

注：

Ø由上圖可知：UART0有4個中斷源：分別是RLS(線狀態)中斷，RDA(接收數據)中斷,CTI(字符超時)中斷，THRE(發送數據)中斷。

Ø4個中斷源的優先級如下圖所示：

3.串口中斷接收初始化

1>串口中斷接收初始化流程

l設置I/O引腳連接到UART0

l置位除數鎖存位，配置UART0幀數據格式

l根據波特率計算分頻值

l設置波特率

l清除除數鎖存位，并設置工作模式

l使能FIFO，并設置觸發點

l允許RBR中斷

注：我們可以發現與輪訓方式相比，中斷方式只是增加了使能FIFO,并設置中斷觸發點和允許RBR中斷兩步。

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UART0 Rx和Tx的FIFO以及U0FCR[7:1]的訪問。

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

注：該位的任何變化都將使UART0 FIFO清空。

l第1位：表示Rx FIFO的復位。

置1：會清零UART0 RxFIFO中的所有字節并復位指針邏輯。該位自動清零。

l第2位：表示Tx FIFO的復位。

置1：會清零UART0 TxFIFO中的所有字節并復位指針邏輯。改位自動清零。

l第[5:3]位：保留位，用戶不能對其進行操作。從保留位讀出的值未被定義。

l第[7:6]位：表示Rx觸發選擇

00：觸發點為0(默認為1字節)

01：觸發點為1(默認為4字節)

10：觸發點為2(默認為8字節)

11:觸發點為3(默認為14字節)

注：這兩個位決定在激活中斷之前，接收UART0 FIFO必須寫入個字符。

(2)U0IER(中斷使能寄存器)

A作用：U0IER用于使能4個UART0中斷源

B長度：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接收數據可用中斷。它還控制(CTI)字符接收超時中斷。

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線狀態中斷使能

置1：使能Rx線狀態中斷

置0：禁止RX線狀態中斷

注：U0IER第二位使能UART0 Rx線狀態中斷。該中斷的狀態可從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位數據位，1位停止位，無奇偶校驗

*接收FIFO觸發點為8字節，使能RDR(接收數據）中斷

*入口參數：bps串口波特率

*出口參數：無

/

voidUART0_Init(uint32 bps)

{

uint16Fdiv;

PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;//設置UART0的引腳

U0LCR = 0x83;//置為除數鎖存位，進行配置

Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;

U0DLM = Fdiv>>8;

U0DLL = Fdiv%256;

U0LCR = 0x03;//清除除數鎖存位，并設置工作模式

U0FCR = 0x81;//使能FIFO，并設置觸發點為8字節

U0IER = 0x01;//允許RBR中斷，即接收中斷

}

5.中斷初始化

先來看一下UART0和VIC之間的關系：

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設置UART0向量地址

l使能UART0中斷

2>關于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1給串口

*入口參數：無

*出口參數：無

/

void Interrupt_Init (void)

{

VICIntSelect = 0x00000000;//設置所有通道為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

1>中斷服務函數流程

l清除串口中斷標識寄存器（U0IIR）

l清除中斷標志

l讀取接收FIFO中的數據

2>中斷函數服務函數中需要配置的寄存器

(1)U0IIR中斷標識寄存器。

l第0位：表示中斷掛起

置1：表示沒有掛起的中斷

置0：表示至少有一個中斷掛起

l第[3:1]位：中斷標識，這三位表示了對應UART0 Rx FIFO的中斷。

001：表示發送中斷(THRE)

010:表示接收數據可用中斷(RDA)

011:表示接收線狀態中斷(RLS)

110:表示字符超時中斷(CTI)

l第[7:4]:是保留位

注：

1.U0IIR提供的狀態碼可用于指示一個掛起中斷的中斷源和優先級。

2.在訪問U0IIR過程中，中斷被凍結

3.如果在訪問U0IIR時，產生了中斷，該中斷被記錄。在下次訪問U0IIR時可以讀出，避免中斷的丟失。

3>中斷服務函數程序：

/* *名稱：IRQ_UART0()

*功能：串口UART0中斷接收8個字節的數據

*入口參數：無

*出口參數：無

/

uint8rcv_buf[8];// UART0數據接收緩沖區

void__irq IRQ_UART0(void)

{uint8i;

uint32 data;

data = U0IIR;//清除中斷表示寄存器標志

VICVectAddr = 0;//清除中斷

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

{

rcv_buf[i] = U0RBR;//讀取FIFO的數據

}

}

7.看一個總程序：

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  1. /Copyright(c)
  2. 西安郵電學院
  3. graduateschool
  4. XNMS實驗室
  5. Author:冀博
  6. Time:2011年1月20日
  7. http://blog.csdn.net/tigerjb
  9. --------------FileInfo-------------------------------------------------------------------------------
  10. Filename:UART0_while
  11. LastmodifiedDate:2011-01-20
  12. LastVersion:1.0
  13. Descriptions:通過上位機給串口發送8字節數據，ARM2200接收到串口數據后，把數據又發送回上位機
  14. ------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  16. /
  17. Modifiedby:TIGER0-JOHN
  18. Modifieddate:2011-1-21
  19. Version:2.0
  20. Descriptions:測試成功
  21. 在用中斷的時候在Startup.S文件中的InitStack子程序中，修改設置
  22. 系統模式堆棧處的代碼為"MSRCPSR_c,#0x5f"
  23. 測試成功，在上面上發送16進制數時，每個之間用空格隔開
  24. 不加前綴
  25. /
  28. #include"config.h"
  29. uint8recver_buffer[8];
  30. uint8rcv_new;
  31. /
  32. *名稱：UART0_Init()
  33. *功能：UART0初始化(通訊波特率115200，8位數據位，
  34. 1位停止位，無奇偶校驗)
  35. *入口參數：bps串口波特率
  36. *出口參數：無
  37. /
  38. voidUART0_Init(uint32bps)
  39. {
  40. uint16Fdiv;
  41. PINSEL0=0x00000005;//設置串口引腳
  42. U0LCR=0x83;//置為除數鎖存位，進行配置
  43. Fdiv=(Fpclk>>4)/bps;//設置波特率
  44. U0DLM=Fdiv>>8;
  45. U0DLL=Fdiv&0xff;
  46. U0LCR=0x03;//清除除數鎖存位，并設置工作模式模式
  47. U0FCR=0x81;//使能FIFO，并設置觸發點為8字節
  48. U0IER=0x01;//允許RBR中斷，即接收中斷
  50. }
  51. /*
  52. *名稱：IRQ_UART0
  53. *功能：串口UART0中斷接收8個字節的數據
  54. *入口參數：無
  55. *出口參數：無
  56. /
  57. void__irqIRQ_UART0(void)
  58. {uint8i;
  59. if(0x04==(U0IIR&0x0F))
  60. {
  61. rcv_new=1;//設置接收到新的數據標志,并清除中斷標志位
  62. for(i=0;i<8;i++)
  63. {
  64. recver_buffer[i]=U0RBR;//讀取FIFO的數據
  65. }
  66. VICVectAddr=0;
  67. }//清除中斷
  68. }
  69. /
  70. *名稱：Interrupt_Init
  71. *功能：初始化串口中斷，給串口中斷選擇為向量中斷，
  72. *分配向量通道號1給串口
  73. *入口參數：無
  74. *出口參數：無
  75. /
  76. voidInterrupt_Init(void)
  77. {
  78. VICIntSelect=0x00000000;//設置所有通道為IRQ中斷
  79. VICVectCntl0=0x26;//UART0中斷通道分配到IRQslot0，即優先級最高
  80. VICVectAddr0=(int)IRQ_UART0;//設置UART0向量地址
  81. VICIntEnable=0x00000040;//使能UART0中斷
  83. }
  84. /
  85. *名稱：UART0_SendByte
  86. *功能：向串口發送字節數據，并等待發送完畢。
  87. *入口參數：data要發送的數據
  88. *出口參數：無
  89. /
  90. voidUART0_SendByte(uint8data)
  91. {
  92. U0THR=data;
  93. while(0==(U0LSR&0x40));
  94. }
  95. /
  96. *名稱：UART0_SendBuf()
  97. *功能：通過串口發送一幀數據
  98. *入口參數：*buffer存放一幀數據
  99. *出口參數：無
  100. /
  101. voidUART0_SendBuf(uint8*buffer)
  102. {
  103. uint8*pbuffer;
  104. uint8i;
  105. for(pbuffer=buffer,i=0;i<8;i++)
  106. UART0_SendByte(*(pbuffer++));
  107. }
  109. /
  110. *名稱：main()函數
  111. *功能：上位機接收的數據開頭兩個字符為0x10,0x11,
  112. *則原樣輸出，否次輸出0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27
  113. *入口參數：*buffer存放一幀數據
  114. *出口參數：無
  115. /
  117. intmain(void)
  118. {
  120. uint8send_buffer[8]={0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27};//定義發送幀緩沖區
  121. UART0_Init(115200);
  122. Interrupt_Init();
  123. while(1)
  124. {
  125. if(1==rcv_new)//是否已經接收到8Bytes的數據
  126. {
  127. rcv_new=0;//清除標志
  128. if(0x10==recver_buffer[0]&&0x11==recver_buffer[1])
  129. {
  130. UART0_SendBuf(send_buffer);
  131. }
  132. else
  133. {
  134. UART0_SendBuf(recver_buffer);
  135. }
  136. }
  137. }
  138. return0;
  139. }
  140. /*
  141. EndOfFile
  142. /

四.用中斷編寫發送函數

1.中斷初始化

同上和用中斷接收函數時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設置I/O引腳連接到UART0

l置位除數鎖存位，配置UART0幀格式

l根據波特率計算分頻值

l設置波特率

l清除除數鎖存位，并設置工作模式

l使能FIFO，并使TxFIFO復位

l使能THRE中斷

2>串口初始化函數:

/

*名稱：UART0_Init

*功能：UART0初始化通訊波特率115200，8位數據位，1位停止位，無奇偶校驗

*使能TxFIFO,和THRE中斷

*入口參數：bps串口波特率

*出口參數：無

/

voidUART0_Init(uint32 bps)

{

uint16Fdiv;

PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;//設置UART0的引腳

U0LCR = 0x83;//置位除數鎖存位，配置UART0幀格式

Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;//根據波特率計算分頻值

U0DLM = Fdiv>>8;//設置波特率

U0DLL = Fdiv%256;

U0LCR = 0x03;//清除除數鎖存位，并設置工作模式

U0FCR = 0x05;//使能TxFIFO,并使TxFIFO復位

U0IER = 0x02;//使能THRE中斷

}

3中斷服務函數：

1>中斷服務函數流程：

l清除串口中斷標識寄存器

l清除中斷控制標識寄存器

2>中斷發送服務函數程序:

/

*名稱：UART0_Exception

*功能：串口發送中斷

*入口參數：無

*出口參數：data發送的數據

/

void__irq IRQ_UART0(void)

{

uint32 data;

data = U0IIR;//清除中斷表示寄存器標志

VICVectAddr = 0;//清除中斷

}

4.用串口中斷發送函數的總程序：

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  4. XNMS實驗室
  5. Author:冀博
  6. Time:2011年1月20日
  7. http://blog.csdn.net/tigerjb
  9. --------------FileInfo-------------------------------------------------------------------------------
  10. Filename:UART0_while
  11. LastmodifiedDate:2011-01-20
  12. LastVersion:1.0
  13. Descriptions:通過上位機給串口發送8字節數據，ARM2200接收到串口數據后，用中斷方式把數據又發送回上位機
  14. ------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  16. /
  17. Modifiedby:TIGER0-JOHN
  18. Modifieddate:2011-1-21
  19. Version:2.0
  20. Descriptions:測試成功
  21. 在用中斷的時候在Startup.S文件中的InitStack子程序中，修改設置
  22. 系統模式堆棧處的代碼為"MSRCPSR_c,#0x5f"
  23. 測試成功，在上面上發送16進制數時，每個之間用空格隔開
  24. 不加前綴
  25. /
  28. #include"config.h"
  29. uint8recver_buffer[8];
  30. uint8rcv_new;
  31. /
  32. *名稱：UART0_Init
  33. *功能：UART0初始化通訊波特率115200，8位數據位，1位停止位，無奇偶校驗
  34. *使能TxFIFO,和THRE中斷
  35. *入口參數：bps串口波特率
  36. *出口參數：無
  37. /
  38. voidUART0_Init(uint32bps)
  39. {
  41. uint16Fdiv;
  42. PINSEL0=(PINSEL0&~(0xf)|0x05);//設置UART0的引腳
  43. U0LCR=0x83;//置位除數鎖存位，配置UART0幀格式
  44. Fdiv=(Fpclk>>4)/bps;//根據波特率計算分頻值
  45. U0DLM=Fdiv>>8;//設置波特率
  46. U0DLL=Fdiv%256;
  47. U0LCR=0x03;//清除除數鎖存位，并設置工作模式
  48. U0FCR=0x05;//使能TxFIFO,并使TxFIFO復位
  49. U0IER=0x02;//使能THRE中斷
  51. }
  52. /
  53. *名稱：UART0_Exception
  54. *功能：串口發送中斷
  55. *入口參數：無
  56. *出口參數：data發送的數據
  57. /
  58. void__irqIRQ_UART0(void)
  59. {
  61. uint32data;
  62. data=U0IIR;//清除中斷表示寄存器標志
  63. VICVectAddr=0;//清除中斷
  66. }
  67. /
  68. *名稱：Interrupt_Init
  69. *功能：初始化串口中斷，給串口中斷選擇為向量中斷，
  70. *分配向量通道號1給串口
  71. *入口參數：無
  72. *出口參數：無
  73. /
  74. voidInterrupt_Init(void)
  75. {
  76. VICIntSelect=0x00000000;//設置所有通道為IRQ中斷
  77. VICVectCntl0=0x26;//UART0中斷通道分配到IRQslot0，即優先級最高
  78. VICVectAddr0=(int)IRQ_UART0;//設置UART0向量地址
  79. VICIntEnable=0x00000040;//使能UART0中斷
  81. }
  82. /
  83. *名稱：UART0_RcvByte
  84. *功能：用查詢方式接收一字節的數據
  85. *入口參數：無
  86. *出口參數：data要接收的數據
  87. /
  88. uint8UART0_RcvByte(void)
  89. {
  90. uint8rcv_data;
  91. while((U0LSR&0X01)==0);//等待數據到達
  92. rcv_data=U0RBR;//從U0RBR中讀出接收到的數據
  93. returnrcv_data;//返回接收到的數據
  95. }
  96. /
  97. *名稱：UART0_RecBuf()
  98. *功能：接收串口發送過來的幀數據，
  99. *入口參數：*buffer存放一幀數據
  100. *出口參數：無
  101. /
  102. voidUART0_RecBuf(uint8*buffer)
  103. {
  104. uint8*pbuffer;
  105. uint8i;
  106. for(pbuffer=buffer,i=0;i<8;i++)
  107. {
  108. *(pbuffer++)=UART0_RcvByte();
  109. }
  110. }
  111. /
  112. *名稱：main()函數
  113. *功能：上位機接收的數據開頭兩個字符為0x10,0x11,
  114. *則原樣輸出，否次輸出0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27
  115. *入口參數：*buffer存放一幀數據
  116. *出口參數：無
  117. /
  119. intmain(void)
  120. {
  121. uint8i;
  122. uint8send_buffer[8]={0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27};//定義發送幀緩沖區
  123. UART0_Init(115200);
  124. Interrupt_Init();
  125. while(1)
  126. {
  127. UART0_RecBuf(recver_buffer);//接收8字節數據
  128. if(0x10==recver_buffer[0]&&0x11==recver_buffer[1])
  129. {
  130. for(i=0;i<8;i++)
  131. {
  132. U0THR=send_buffer[i];//用中斷發送每次8字節
  133. }
  134. }
  135. else
  136. {
  137. for(i=0;i<8;i++)//用中斷發送每次8字節
  138. {
  139. U0THR=recver_buffer[i];
  140. }
  141. }
  142. }
  143. return0;
  144. }
  145. /*
  146. EndOfFile
  147. /

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