在沒有引入UART之前，由于沒有OS，我們寫程序燒到開發(fā)板內(nèi)執(zhí)行后，并不能在程序的運行過程中打印一些提示信息告訴我們程序究竟運行了如何或者提供接口讓用戶去控制程序的運行路徑，最后也只能通過物理現(xiàn)象去判斷程序是否執(zhí)行成功。
使用串口我們便可以實現(xiàn)開發(fā)板最基本的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，實現(xiàn)同開發(fā)板的交互，控制程序的運行，并且在程序運行中打印出一些信息進行debug。實際上bootloader和kernel的控制臺（nfs模式）都是通過uart實現(xiàn)的。由此我們可以發(fā)現(xiàn)uart在實際開發(fā)中是非常重要的。
1. s3c2410串口基礎
S3C2410A UART詳細的規(guī)格說明請參考S3c2410的datasheet。
1） S3C2410的uart默認使用的系統(tǒng)時鐘是PCLK。
這和計算uart的波特率有關。
2） UART的功能模塊及數(shù)據(jù)傳輸流程
每一個uart都包含一個波特率發(fā)生器（Baudrate Generator），發(fā)送器（Transmitter），接收器（Receiver）以及一個控制邏輯（Control Unit）。
波特率發(fā)生器使用的時鐘可以為PCLK（默認）或者UEXTCLK（主要是為了達到更高的波特率，默認使用PCLK最高為230.4k bps）。發(fā)送器和接受器分別包括一個16-byte的FIFO以及一個數(shù)據(jù)移位器（data shifter）。數(shù)據(jù)通過發(fā)送引腳（TxDn）和接收引腳（RxDn）進行發(fā)送和接收。
發(fā)送數(shù)據(jù)時，CPU通過內(nèi)部總線將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入Transmit buffer，對程序員來講即將數(shù)據(jù)寫入Transmit Holding RegiSTer（若使用FIFO Mode也是寫入這個寄存器，硬件內(nèi)部會自動判斷）。然后Transmitter按照Buad-rate Generator產(chǎn)生的波特率將Transmit Buffer內(nèi)的數(shù)據(jù)移入Transmit Shifter, 最后通過TXDn引腳發(fā)送出去。
接收數(shù)據(jù)時，接收引腳（RxDn）按一定波特率通過UART接口模塊進行數(shù)據(jù)接收進來存放在Receive Shifter然后再移入Receive Buffer。對程序員來講即通過Receive Holding Register讀取接收到的數(shù)據(jù)（類似發(fā)送，不管是否使用FIFO Mode都是讀該寄存器獲取接收到的數(shù)據(jù)）。
Transmit Holding Register和Receive Holding Register都是8 bit大小的寄存器，即每次可讀寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)。
3） 波特率的計算
波特率時鐘主要是用來提供串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時所需要的時鐘信號。
計算方法為源時鐘（默認為PCLK）除以16以及一個16位分頻因子（divisor）。分頻因子的值存儲在baudrate divisor register （UBRDIVn）內(nèi)，由用戶指定。
通常我們計算波特率的方法為根據(jù)想要的波特率反過來計算divisor, 然后將該值寫入Divisor Register（UBRDIVn）寄存器內(nèi)。公式如下：
UBRDIVn = （int）（PCLK/（bps x 16） ） -1
Bps為我們需要設置的波特率，比如115200。
2. s3c2410串口實驗
實驗代碼很簡單，非常適合串口編程入門。
內(nèi)容為：通過串口打印出一行信息提示用戶輸入一個字符。若用戶輸入’e’即退出程序。若輸入其他字符則重復嘗試。
下面具體分析：（部分內(nèi)容引用自《S3C2410完全開發(fā)流程》，這里感謝其作者的貢獻）
UART的寄存器有11X3個（3個UART）之多，我們選最簡單的方法來進行本實驗，用到的寄存器也有8個。不過初始化就用去了5個寄存器，剩下的3個用于接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。如此一來，操作UART倒也不復雜。本板使用UART0：
1） 初始化：
a. 把使用到的引腳GPH2、GPH3定義為TXD0、RXD0：
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
b.ULCON0 （ UART channel 0 line control register ）：設為0x03
此值含義為：8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無校驗，正常操作模式。
c.UCON0 （UART channel 0 control register ）：設為0x05
除了位[3:0]，其他位都使用默認值。位[3:0]=0b0101表示：發(fā)送、接收都使用“中斷或查詢方式”--本實驗使用查詢查詢方式。
d.UFCON0 （UART channel 0 FIFO control register ）：設為0x00
每個UART內(nèi)部都有一個16字節(jié)的發(fā)送FIFO和接收FIFO，但是本實驗不使用FIFO，設為默認值0
e.UMCON0 （UART channel 0 Modem control register ）：設為0x00
本實驗不使用流控，設為默認值0
f.UBRDIV0 （ R/W Baud rate divisior register 0 ）：設為27
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
本實驗使用PLL，PCLK=50MHz，設置波特率為115200，則由公式
UBRDIVn = （int）（PCLK / （bps x 16） ） -1
可以計算得UBRDIV0 = 27，請使用S3C2410數(shù)據(jù)手冊第314頁的誤差公式驗算一下此波特率是否在可容忍的誤差范圍之內(nèi)，如果不在，則需要更換另一個波特率（本實驗使用的115200是符合的）。
2） 發(fā)送數(shù)據(jù)：
a.UTRSTAT0 （ UART channel 0 Tx/Rx status register ）：
位[2]：無數(shù)據(jù)發(fā)送時，自動設為1。當我們要使用串口發(fā)送數(shù)據(jù)時，先讀此位以判斷是否有數(shù)據(jù)正在占用發(fā)送口。
位[1]：發(fā)送FIFO是否為空，本實驗未用此位
位[0]：接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，若有，此位設為1。本實驗中，需要不斷查詢此位一判斷是否有數(shù)據(jù)已經(jīng)被接收。
b.UTXH0 （UART channel 0 transmit buffer register ）：
把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入此寄存器。
關鍵字：ARM9 硬件接口 UART
3） 接收數(shù)據(jù)：
a.UTRSTAT0：如上描述，我們用到位[0]
b.URXH0 （UART channel 0 receive buffer register ）：
當查詢到UTRSTAT0 位[0]=1時，讀此寄存器獲得串口接收到的數(shù)據(jù)。
4） 實驗源代碼
/* main.c */
#include "uart.h"
#include "clock.h"
#include "watchdog.h"
int Main（void）
{
char key = ' ';
clock_init（）； //初始化時鐘
uart_init（）； //初始化串口
close_watchdog（）；
uart_send（"uart communication success!\r\n"）；
while（1）
{
uart_send（"If you want to quit ,please pess 'e'\r\n"）；
key = uart_get（）；
if （key == 'e'）
{
uart_send （"you pressed 'e' and you'll quit!\r\n"）；
break;
}
else
{
uart_send（"you pressed "）；
uart_send（&key）；
uart_send（",retry!\r\n"）；
}
}
uart_send（"the program exited by user!\r\n"）；
return 0;
}
下面是串口相關部分源碼：
void uart_init（void）
{
ULCON0 = 0x03; //8N1
UCON0 = 0x005; //中斷或查詢方式
UFCON0 = 0x00; //不使用FIFO
UMCON0 = 0x00; //不使用流控
UBRDIV0 = 27; //波特率為115200
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 set as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0c; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉
}
void uart_send（char * c）
{
for （； *c != '\0'; c++）
{
while（！（UTRSTAT0 & TXD0READY）） ; //不斷查詢，直到可以發(fā)送數(shù)據(jù)
UTXH0 = *c ; //發(fā)送數(shù)據(jù)
}
}
unsigned char uart_get（void）
{
while（！（UTRSTAT0 & RXD0READY）） ; //不斷查詢，直到接收到了數(shù)據(jù)
return URXH0; //返回接收到的數(shù)據(jù)