【正点原子Linux连载】第二十一章UART串口通信实验--摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

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2019-12-14 11:34 上传

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第二十一章 UART串口通信实验

    不管是单片机开发还是嵌入式Linux开发，串口都是最常用到的外设。可以通过串口将开发板与电脑相连，然后在电脑上通过串口调试助手来调试程序。还有很多的模块，比如蓝牙、GPS、GPRS等都使用的串口来与主控进行通信的，在嵌入式Linux中一般使用串口作为控制台，所以掌握串口是必备的技能。本章我们就来学习如何驱动I.MX6U上的串口，并使用串口和电脑进行通信。

21.1 I.MX6U串口简介21.1.1UART简介

1、UART通信格式

       串口全称叫做串行接口，通常也叫做COM接口，串行接口指的是数据一个一个的顺序传输，通信线路简单。使用两条线即可实现双向通信，一条用于发送，一条用于接收。串口通信距离远，但是速度相对会低，串口是一种很常用的工业接口。I.MX6U自带的UART外设就是串口的一种，UART全称是Universal Asynchronous Receiver/Trasmitter，也就是异步串行收发器。既然有异步串行收发器，那肯定也有同步串行收发器，学过STM32的同学应该知道，STM32除了有UART外，还有另外一个叫做USART的东西。USART的全称是UniversalSynchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，也就是同步/异步串行收发器。相比UART多了一个同步的功能，在硬件上体现出来的就是多了一条时钟线。一般USART是可以作为UART使用的，也就是不使用其同步的功能。

       UART作为串口的一种，其工作原理也是将数据一位一位的进行传输，发送和接收各用一条线，因此通过UART接口与外界相连最少只需要三条线：TXD(发送)、RXD(接收)和GND(地线)。图21.1.1.1就是UART的通信格式：

图21.1.1.1 UART通信格式

       图21.1.1.1中各位的含义如下：

       空闲位：数据线在空闲状态的时候为逻辑“1”状态，也就是高电平，表示没有数据线空闲，没有数据传输。

       起始位：当要传输数据的时候先传输一个逻辑“0”，也就是将数据线拉低，表示开始数据传输。

       数据位：数据位就是实际要传输的数据，数据位数可选择5~8位，我们一般都是按照字节传输数据的，一个字节8位，因此数据位通常是8位的。低位在前，先传输，高位最后传输。

       奇偶校验位：这是对数据中“1”的位数进行奇偶校验用的，可以不使用奇偶校验功能。

       停止位：数据传输完成标志位，停止位的位数可以选择1位、1.5位或2位高电平，一般都选择1位停止位。

       波特率：波特率就是UART数据传输的速率，也就是每秒传输的数据位数，一般选择9600、19200、115200等。

       2、UART电平标准

       UART一般的接口电平有TTL和RS-232，一般开发板上都有TXD和RXD这样的引脚，这些引脚低电平表示逻辑0，高电平表示逻辑1，这个就是TTL电平。RS-232采用差分线，-3~-15V表示逻辑1，+3~+15V表示逻辑0。一般图21.1.1.2中的接口就是TTL电平：

图21.1.1.2 TTL电平接口

       图21.1.1.2中的模块就是USB转TTL模块，TTL接口部分有VCC、GND、RXD、TXD、RTS和CTS。RTS和CTS基本用不到，使用的时候通过杜邦线和其他模块的TTL接口相连即可。

       RS-232电平需要DB9接口，I.MX6U-ALPHA开发板上的COM3(UART3)口就是RS-232接口的，如图21.1.1.3所示：

图21.1.1.3I.MX6U-ALPHA开发板RS-232接口     

       由于现在的电脑都没有DB9接口了，取而代之的是USB接口，所以就催生出了很多USB转串口TTL芯片，比如CH340、PL2303等。通过这些芯片就可以实现串口TTL转USB。I.MX6U-ALPHA开发板就使用CH340芯片来完成UART1和电脑之间的连接，只需要一条USB线即可，如图21.1.1.4所示。

图21.1.1.4I.MX6U-ALPHA开发板USB转TTL接口

21.1.2 I.MX6U UART简介

       上一小节介绍了UART接口，本小节来具体看一下I.MX6U的UART接口，I.MX6U一共有8个UART，其主要特性如下：

       、兼容TIA/EIA-232F标准，速度最高可到5Mbit/S。

       、支持串行IR接口，兼容IrDA，最高可到115.2Kbit/s。

       、支持9位或者多节点模式(RS-485)。

       、1或2位停止位。

       、可编程的奇偶校验(奇校验和偶校验)。

       、自动波特率检测(最高支持115.2Kbit/S)。

       I.MX6U的UART功能很多，但是我们本章就只用到其最基本的串口功能，关于UART其它功能的介绍请参考《I.MX6ULL参考手册》第3561页的“Chapter 55 Universal AsynchronousReceiver/Transmitter(UART)”章节。

       UART的时钟源是由寄存器CCM_CSCDR1的UART_CLK_SEL(bit)位来选择的，当为0的时候UART的时钟源为pll3_80m(80MHz)，如果为1的时候UART的时钟源为osc_clk(24M)，一般选择pll3_80m作为UART的时钟源。寄存器CCM_CSCDR1的UART_CLK_PODF(bit5:0)位是UART的时钟分频值，可设置0~63，分别对应1~64分频，一般设置为1分频，因此最终进入UART的时钟为80MHz。

       接下来看一下UART几个重要的寄存器，第一个就是UART的控制寄存器1，即UARTx_UCR1(x=1~8)，此寄存器的结构如图21.1.2.1所示：

图21.1.2.1寄存器UARTx_UCR1结构

       寄存器UARTx_UCR1我们用到的重要位如下：

       ADBR(bit14)：自动波特率检测使能位，为0的时候关闭自动波特率检测，为1的时候使能自动波特率检测。

       UARTEN(bit0)：UART使能位，为0的时候关闭UART，为1的时候使能UART。

       接下来看一下UART的控制寄存器2，即：UARTx_UCR2，此寄存器结构如图21.1.2.2所示：

图21.1.2.2寄存器UARTx_UCR2结构      

       寄存器UARTx_UCR2用到的重要位如下：

       IRTS(bit14)：为0的时候使用RTS引脚功能，为1的时候忽略RTS引脚。

       PREN(bit8)：奇偶校验使能位，为0的时候关闭奇偶校验，为1的时候使能奇偶校验。

       PROE(bit7)：奇偶校验模式选择位，开启奇偶校验以后此位如果为0的话就使用偶校验，此位为1的话就使能奇校验。

       STOP(bit6)：停止位数量，为0的话1位停止位，为1的话2位停止位。

       WS(bit5)：数据位长度，为0的时候选择7位数据位，为1的时候选择8位数据位。

       TXEN(bit2)：发送使能位，为0的时候关闭UART的发送功能，为1的时候打开UART的发送功能。

       RXEN(bit1)：接收使能位，为0的时候关闭UART的接收功能，为1的时候打开UART的接收功能。

       SRST(bit0)：软件复位，为0的是时候软件复位UART，为1的时候表示复位完成。复位完成以后此位会自动置1，表示复位完成。此位只能写0，写1会被忽略掉。

       接下来看一下UARTx_UCR3寄存器，此寄存器结构如图21.1.2.3所示：

图21.1.2.3 UARTx_UCR3寄存器结构体

       本章实验就用到了寄存器UARTx_UCR3中的位RXDMUXSEL(bit2)，这个位应该始终为1，找个在《I.MX6ULL参考手册》第3624页有说明。

       接下来看一下寄存器UARTx_USR2，这个是UART的状态寄存器2，此寄存器结构如图21.1.2.4所示：

图21.1.2.4寄存器UARTx_USR2结构

       寄存器UARTx_USR2用到的重要位如下：

       TXDC(bit3)：发送完成标志位，为1的时候表明发送缓冲(TxFIFO)和移位寄存器为空，也就是发送完成，向TxFIFO写入数据此位就会自动清零。

       RDR(bit0)：数据接收标志位，为1的时候表明至少接收到一个数据，从寄存器UARTx_URXD读取数据接收到的数据以后此为会自动清零。

       接下来看一下寄存器UARTx_UFCR、UARTx_UBIR和UARTx_UBMR，寄存器UARTx_UFCR中我们要用到的是位RFDIV(bit9:7)，用来设置参考时钟分频，设置如表21.1.2.1所示：

表21.1.2.1RFDIV分频表

通过这三个寄存器可以设置UART的波特率，波特率的计算公式如下：

       Ref Freq：经过分频以后进入UART的最终时钟频率。

       UBMR：寄存器UARTx_UBMR中的值。

       UBIR：寄存器UARTx_UBIR中的值。

       通过UARTx_UFCR的RFDIV位、UARTx_UBMR和UARTx_UBIR这三者的配合即可得到我们想要的波特率。比如现在要设置UART波特率为115200，那么可以设置RFDIV为5(0b101)，也就是1分频，因此Ref Freq=80MHz。设置UBIR=71，UBMR=3124，根据上面的公式可以得到：

=

       最后来看一下寄存器UARTx_URXD和UARTx_UTXD，这两个寄存器分别为UART的接收和发送数据寄存器，这两个寄存器的低八位为接收到的和要发送的数据。读取寄存器UARTx_URXD即可获取到接收到的数据，如果要通过UART发送数据，直接将数据写入到寄存器UARTx_UTXD即可。

关于UART的寄存器就介绍到这里，关于这些寄存器详细的描述，请参考《I.MX6ULL参考手册》第3608页的55.15小节。本章我们使用I.MX6U的UART1来完成开发板与电脑串口调试助手之间串口通信，UART1的配置步骤如下：

       1、设置UART1的时钟源

       设置UART的时钟源为pll3_80m，设置寄存器CCM_CSCDR1的UART_CLK_SEL位为0即可。

       2、初始化UART1

       初始化UART1所使用IO，设置UART1的寄存器UART1_UCR1~UART1_UCR3，设置内容包括波特率，奇偶校验、停止位、数据位等等。

       4、使能UART1

       UART1初始化完成以后就可以使能UART1了，设置寄存器UART1_UCR1的位UARTEN为1。

5、编写UART1数据收发函数

编写两个函数用于UART1的数据收发操作。

21.2硬件原理分析

       本试验用到的资源如下：

、一个LED灯：LED0。

、串口1。

I.MX6U-ALPHA开发板串口1硬件原理图如图22.2.1所示：

图22.2.1 I.MX6U-ALPHA开发板串口1原理图

       在做实验之前需要用USB串口线将串口1和电脑连接起来，并且还需要设置JP5跳线帽，将串口1的RXD、TXD两个引脚分别于P116、P117连接一起，如图22.2.2所示：

图22.2.2串口1硬件连接设置图

硬件连接设置好以后就可以开始软件编写了，本章实验我们初始化好UART1，然后等待SecureCRT给开发板发送一个字节的数据，开发板接收到SecureCRT发送过来的数据以后在同通过串口1发送给SecureCRT。

21.3 实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程->13_uart。

       本章实验在上一章例程的基础上完成，更改工程名字为“uart”，然后在bsp文件夹下创建名为“uart”的文件夹，然后在bsp/uart中新建bsp_uart.c和bsp_uart.h这两个文件。在bsp_uart.h中输入如下内容：

示例代码21.3.1 bsp_uart.h文件代码

1.   #ifndef _BSP_UART_H
   
2.   #define _BSP_UART_H
   
3.   #include "imx6ul.h"
   
4. /***************************************************************
   
5.   Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
   
6. 文件名    : bsp_uart.h
   
7. 作者      : 左忠凯
   
8. 版本      : V1.0
   
9. 描述      : 串口驱动文件头文件。
   
10. 其他      : 无
    
11. 论坛      : www.openedv.com
    
12. 日志      : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
    
13. ***************************************************************/
    
14. 
    
15. /* 函数声明 */
    
16. void uart_init(void);
    
17. void uart_io_init(void);
    
18. void uart_disable(UART_Type *base);
    
19. void uart_enable(UART_Type *base);
    
20. void uart_softreset(UART_Type *base);
    
21. void uart_setbaudrate(UART_Type *base,
    
22. signedint baudrate,
    
23. signedint srcclock_hz);
    
24. void putc(unsignedchar c);
    
25. void puts(char*str);
    
26. unsignedchar getc(void);
    
27. void raise(int sig_nr);
    
28. 
    
29. #endif

复制代码

    文件bsp_uart.h内容很简单，就是一些函数声明。继续在文件bsp_uart.c中输入如下所示内容：

示例代码21.3.2 bsp_uart.c文件代码

1. /***************************************************************
   
2. Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rightsreserved.
   
3. 文件名   : bsp_uart.c
   
4. 作者     : 左忠凯
   
5. 版本     : V1.0
   
6. 描述     : 串口驱动文件。
   
7. 其他     : 无
   
8. 论坛     : www.openedv.com
   
9. 日志     : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
   
10. ***************************************************************/
    
11.    #include "bsp_uart.h"
    
12. 
    
13. /*
    
14.     * @description   : 初始化串口1,波特率为115200
    
15.     * @param        : 无
    
16.     * @return          :无
    
17.     */
    
18. void uart_init(void)
    
19. {
    
20. /* 1、初始化串口IO   */
    
21.       uart_io_init();
    
22. 
    
23. /* 2、初始化UART1   */
    
24.       uart_disable(UART1);     /* 先关闭UART1          */
    
25.       uart_softreset(UART1);       /* 软件复位UART1       */
    
26. 
    
27.       UART1->UCR1 =0;       /* 先清除UCR1寄存器 */
    
28.       UART1->UCR1 &=~(1<<14);  /* 关闭自动波特率检测    */
    
29. 
    
30. /*
    
31.        * 设置UART的UCR2寄存器，设置字长，停止位，校验模式，关闭硬件流控
    
32.        * bit14: 1 忽略RTS引脚
    
33.        * bit8: 0 关闭奇偶校验
    
34.        * bit6: 0 1位停止位
    
35.        * bit5: 1 8位数据位
    
36.        * bit2: 1 打开发送
    
37.        * bit1: 1 打开接收
    
38.        */
    
39.       UART1->UCR2 |=(1<<14)|(1<<5)|(1<<2)|(1<<1);
    
40.       UART1->UCR3 |=1<<2;          /* UCR3的bit2必须为1 */
    
41. 
    
42. /*
    
43.        * 设置波特率
    
44.        * 波特率计算公式:Baud Rate = Ref Freq / (16 * (UBMR + 1)/(UBIR+1))
    
45.        * 如果要设置波特率为115200，那么可以使用如下参数:
    
46.        * Ref Freq = 80M 也就是寄存器UFCR的bit9:7=101, 表示1分频
    
47.        * UBMR = 3124
    
48.        * UBIR = 71
    
49.        * 因此波特率= 80000000/(16 * (3124+1)/(71+1))
    
50.        *           = 80000000/(16 * 3125/72)
    
51.        *           = (80000000*72) / (16*3125)
    
52.        *           = 115200
    
53.        */
    
54.       UART1->UFCR =5<<7;           /* ref freq等于ipg_clk/1=80Mhz*/
    
55.       UART1->UBIR =71;
    
56.       UART1->UBMR =3124;
    
57. 
    
58.   #if0
    
59.       uart_setbaudrate(UART1,115200,80000000);/* 设置波特率 */
    
60.   #endif
    
61. 
    
62.       uart_enable(UART1);/* 使能串口 */
    
63. }
    
64. 
    
65. /*
    
66.    * @description   : 初始化串口1所使用的IO引脚
    
67.    * @param           :无
    
68.    * @return         :无
    
69.    */
    
70. void uart_io_init(void)
    
71. {
    
72. /* 1、初始化串口IO
    
73.        * UART1_RXD -> UART1_TX_DATA
    
74.        * UART1_TXD -> UART1_RX_DATA
    
75.        */
    
76.       IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0);
    
77.       IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0);
    
78.       IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0x10B0);
    
79.       IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0x10B0);
    
80. }
    
81. 
    
82. /*
    
83.    * @description            :波特率计算公式，
    
84.    *                          可以用此函数计算出指定串口对应的UFCR，
    
85.    *                            UBIR和UBMR这三个寄存器的值
    
86.    * @param - base          :要计算的串口。
    
87.    * @param - baudrate     : 要使用的波特率。
    
88.    * @param - srcclock_hz  : 串口时钟源频率，单位Hz
    
89.    * @return                :无
    
90.    */
    
91. void uart_setbaudrate(UART_Type *base,
    
92. signedint baudrate,
    
93. signedint srcclock_hz)
    
94. {
    
95. uint32_t numerator =0u;
    
96. uint32_t denominator =0U;
    
97. uint32_t divisor =0U;
    
98. uint32_t refFreqDiv =0U;
    
99. uint32_t divider =1U;
    
100. uint64_t baudDiff =0U;
     
101. uint64_t tempNumerator =0U;
     
102. uint32_t tempDenominator =0u;
     
103. 
     
104. /* get theapproximately maximum divisor */
     
105.       numerator = srcclock_hz;
     
106.       denominator = baudrate <<4;
     
107.       divisor =1;
     
108. 
     
109. while(denominator !=0)
     
110. {
     
111.           divisor = denominator;
     
112.          denominator = numerator % denominator;
     
113.          numerator = divisor;
     
114. }
     
115. 
     
116.      numerator = srcclock_hz / divisor;
     
117.      denominator =(baudrate <<4)/ divisor;
     
118. 
     
119. /* numerator rangesfrom 1 ~ 7 * 64k */
     
120. /* denominatorranges from 1 ~ 64k */
     
121. if((numerator >(UART_UBIR_INC_MASK *7))||(denominator >
     
122. T_UBIR_INC_MASK))
     
123. {
     
124. uint32_t m =(numerator -1)/(UART_UBIR_INC_MASK *7)+1;
     
125. uint32_t n =(denominator -1)/ UART_UBIR_INC_MASK +1;
     
126. uint32_t max = m > n ? m : n;
     
127.          numerator /= max;
     
128.          denominator /= max;
     
129. if(0== numerator)
     
130. {
     
131.              numerator =1;
     
132. }
     
133. if(0== denominator)
     
134. {
     
135.              denominator =1;
     
136. }
     
137. }
     
138.      divider =(numerator -1)/ UART_UBIR_INC_MASK +1;
     
139. 
     
140. switch(divider)
     
141. {
     
142. case1:
     
143.              refFreqDiv =0x05;
     
144. break;
     
145. case2:
     
146.              refFreqDiv =0x04;
     
147. break;
     
148. case3:
     
149.              refFreqDiv =0x03;
     
150. break;
     
151. case4:
     
152.              refFreqDiv =0x02;
     
153. break;
     
154. case5:
     
155.              refFreqDiv =0x01;
     
156. break;
     
157. case6:
     
158.              refFreqDiv =0x00;
     
159. break;
     
160. case7:
     
161.              refFreqDiv =0x06;
     
162. break;
     
163. default:
     
164.              refFreqDiv =0x05;
     
165. break;
     
166. }
     
167. /* Compare thedifference between baudRate_Bps and calculated
     
168.       * baud rate. Baud Rate = Ref Freq / (16 *(UBMR + 1)/(UBIR+1)).
     
169.       * baudDiff = (srcClock_Hz/divider)/( 16 *((numerator /
     
170. ider)/ denominator).
     
171.       */
     
172.      tempNumerator = srcclock_hz;
     
173.      tempDenominator =(numerator <<4);
     
174.      divisor =1;
     
175. /* get theapproximately maximum divisor */
     
176. while(tempDenominator !=0)
     
177. {
     
178.          divisor = tempDenominator;
     
179.          tempDenominator = tempNumerator % tempDenominator;
     
180.          tempNumerator = divisor;
     
181. }
     
182.      tempNumerator = srcclock_hz / divisor;
     
183.      tempDenominator =(numerator <<4)/ divisor;
     
184.      baudDiff =(tempNumerator * denominator)/ tempDenominator;
     
185.      baudDiff =(baudDiff >= baudrate)?(baudDiff - baudrate):
     
186. udrate - baudDiff);
     
187. 
     
188. if(baudDiff <(baudrate /100)*3)
     
189. {
     
190.          base->UFCR &=~UART_UFCR_RFDIV_MASK;
     
191.          base->UFCR |= UART_UFCR_RFDIV(refFreqDiv);
     
192.          base->UBIR = UART_UBIR_INC(denominator -1);
     
193.          base->UBMR = UART_UBMR_MOD(numerator / divider -1);
     
194. }
     
195. }
     
196. 
     
197. /*
     
198.   * @description   : 关闭指定的UART
     
199.   * @param – base  : 要关闭的UART
     
200.   * @return          :无
     
201.   */
     
202. void uart_disable(UART_Type *base)
     
203. {
     
204.      base->UCR1 &=~(1<<0);
     
205. }
     
206. 
     
207. /*
     
208.   * @description   : 打开指定的UART
     
209.   * @param – base  : 要打开的UART
     
210.   * @return        : 无
     
211.   */
     
212. void uart_enable(UART_Type *base)
     
213. {
     
214.      base->UCR1 |=(1<<0);
     
215. }
     
216. 
     
217. /*
     
218.   * @description   : 复位指定的UART
     
219.   * @param – base  : 要复位的UART
     
220.   * @return        : 无
     
221.   */
     
222. void uart_softreset(UART_Type *base)
     
223. {
     
224.      base->UCR2 &=~(1<<0);           /* 复位UART    */
     
225. while((base->UCR2 &0x1)==0); /* 等待复位完成  */
     
226. }
     
227. 
     
228. /*
     
229.   * @description   : 发送一个字符
     
230.   * @param - c    : 要发送的字符
     
231.   * @return        : 无
     
232.   */
     
233. void putc(unsignedchar c)
     
234. {
     
235. while(((UART1->USR2 >>3)&0X01)==0);/* 等待上一次发送完成 */
     
236.      UART1->UTXD = c &0XFF;   /* 发送数据        */
     
237. }
     
238. 
     
239. /*
     
240.   * @description   : 发送一个字符串
     
241.   * @param - str   : 要发送的字符串
     
242.   * @return        : 无
     
243.   */
     
244. void puts(char*str)
     
245. {
     
246. char*p = str;
     
247. 
     
248. while(*p)
     
249.          putc(*p++);
     
250. }
     
251. 
     
252. /*
     
253.   * @description   : 接收一个字符
     
254.   * @param         : 无
     
255.   * @return        : 接收到的字符
     
256.   */
     
257. unsignedchar getc(void)
     
258. {
     
259. while((UART1->USR2 &0x1)==0);   /* 等待接收完成     */
     
260. return UART1->URXD;      /* 返回接收到的数据  */
     
261. }
     
262. 
     
263. /*
     
264.   * @description   : 防止编译器报错
     
265.   * @param         : 无
     
266.   * @return        : 无
     
267.   */
     
268. void raise(int sig_nr)
     
269. {
     
270. 
     
271. }

复制代码

文件bsp_uart.c中共有10个函数，我们依次来看一下这些函数都是做什么的，第一个函数是uart_init，这个函数是UART1初始化函数，用于初始化UART1相关的IO、并且设置UART1的波特率、字长、停止位和校验模式等，初始化完成以后就使能UART1。第二个函数是uart_io_init，用于初始化UART1所使用的IO。第三个函数是uart_setbaudrate，这个函数是从NXP官方的SDK包里面移植过来的，用于设置波特率。我们只需将要设置的波特率告诉此函数，此函数就会使用逐次逼近方式来计算出寄存器UART1_UFCR的FRDIV位、寄存器UART1_UBIR和寄存器UART1_UBMR这三个的值。第四和第五这两个函数为uart_disable和uart_enable，分别是使能和关闭UART1。第6个函数是uart_softreset，用于软件复位指定的UART。第七个函数是putc，用于通过UART1发送一个字节的数据。第八个函数是puts，用于通过UART1发送一串数据。第九个函数是getc，用于通过UART1获取一个字节的数据，最后一个函数是raise，这是一个空函数，防止编译器报错。

       最后在main.c中输入如下所示内容：

示例代码21.3.3 main.c文件代码

1. /**************************************************************
   
2. Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rightsreserved.
   
3. 文件名   : mian.c
   
4. 作者     : 左忠凯
   
5. 版本     : V1.0
   
6. 描述     : I.MX6U开发板裸机实验13 串口实验
   
7. 其他     : 本实验我们学习如何使用I.MX6的串口，实现串口收发数据，了解
   
8.            I.MX6的串口工作原理。
   
9. 论坛     : www.openedv.com
   
10. 日志     : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
    
11. **************************************************************/
    
12.   #include "bsp_clk.h"
    
13.   #include "bsp_delay.h"
    
14.   #include "bsp_led.h"
    
15.   #include "bsp_beep.h"
    
16.   #include "bsp_key.h"
    
17.   #include "bsp_int.h"
    
18.   #include "bsp_uart.h"
    
19. 
    
20. /*
    
21.   * @description    : main函数
    
22.   * @param            :无
    
23.   * @return          :无
    
24.   */
    
25. int main(void)
    
26. {
    
27.   unsignedchar a=0;
    
28.   unsignedchar state = OFF;
    
29. 
    
30.   int_init();   /* 初始化中断(一定要最先调用！)  */
    
31.   imx6u_clkinit();  /* 初始化系统时钟   */
    
32.   delay_init(); /* 初始化延时          */
    
33.   clk_enable(); /* 使能所有的时钟   */
    
34.   led_init();   /* 初始化led                 */
    
35.   beep_init();  /* 初始化beep                   */
    
36.   uart_init();  /* 初始化串口，波特率115200     */
    
37. 
    
38.   while(1)
    
39.   {
    
40.   puts("请输入1个字符:");
    
41.   a=getc();
    
42.   putc(a);          /*回显功能*/
    
43.   puts("\r\n");
    
44. 
    
45.   /*显示输入的字符*/
    
46.   puts("您输入的字符为:");
    
47.   putc(a);
    
48.   puts("\r\n\r\n");
    
49. 
    
50.   state =!state;
    
51.   led_switch(LED0,state);
    
52.   }
    
53.   return0;
    
54. }

复制代码

    第5行调用函数uart_init初始化UART1，最终在while循环里面获取串口接收到的数据，并且将获取到的数据通过串口打印出来。

21.4编译下载验证21.4.1编写Makefile和链接脚本

       在Makefile文件中输入如下内容：

示例代码21.4.1 Makefile文件代码

1.   CROSS_COMPILE  ?=arm-linux-gnueabihf-
   
2.   TARGET            ?= uart
   
3. 
   
4.   CC   :=$(CROSS_COMPILE)gcc
   
5.   LD   :=$(CROSS_COMPILE)ld
   
6.   OBJCOPY :=$(CROSS_COMPILE)objcopy
   
7.   OBJDUMP :=$(CROSS_COMPILE)objdump
   
8. 
   
9.   LIBPATH := -lgcc -L/usr/local/arm/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-
   
10. x86_64_arm-linux-gnueabihf/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/7.3.1
    
11. 
    
12. 
    
13. INCDIRS :=  imx6ul \
    
14.      bsp/clk \
    
15.      bsp/led \
    
16.      bsp/delay \
    
17.      bsp/beep \
    
18.      bsp/gpio \
    
19.      bsp/key \
    
20.      bsp/exit \
    
21.      bsp/int \
    
22.      bsp/epittimer \
    
23.      bsp/keyfilter \
    
24.      bsp/uart
    
25. 
    
26. SRCDIRS :=  project \
    
27.      bsp/clk \
    
28.      bsp/led \
    
29.      bsp/delay \
    
30.      bsp/beep \
    
31.      bsp/gpio \
    
32.      bsp/key \
    
33.      bsp/exit \
    
34.      bsp/int \
    
35.      bsp/epittimer \
    
36.      bsp/keyfilter \
    
37.      bsp/uart
    
38. 
    
39. 
    
40. INCLUDE :=$(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))
    
41. 
    
42. SFILES  :=$(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.S))
    
43. CFILES  :=$(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))
    
44. 
    
45. SFILENDIR  :=$(notdir $(SFILES))
    
46. CFILENDIR  :=$(notdir $(CFILES))
    
47. 
    
48. SOBJS   :=$(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
    
49. COBJS   :=$(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
    
50. OBJS    :=$(SOBJS)$(COBJS)
    
51. 
    
52. VPATH   :=$(SRCDIRS)
    
53. 
    
54. .PHONY: clean
    
55. 
    
56. $(TARGET).bin:$(OBJS)
    
57.   $(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^ $(LIBPATH)
    
58.   $(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
    
59.   $(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf >$(TARGET).dis
    
60. 
    
61. $(SOBJS): obj/%.o : %.S
    
62.   $(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ [        DISCUZ_CODE_49        ]lt;
    
63. 
    
64. $(COBJS): obj/%.o : %.c
    
65.   $(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ [        DISCUZ_CODE_49        ]lt;
    
66. 
    
67. clean:
    
68.   rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS)$(SOBJS)

复制代码

上述的Makefile文件内容和上一章实验的区别不大。将TARGET为uart，在INCDIRS和SRCDIRS中加入“bsp/uart”。但是，相比上一章中的Makefile文件，本章实验的Makefile有两处重要的改变：

①、本章Makefile文件在链接的时候加入了数学库，因为在bsp_uart.c中有个函数uart_setbaudrate，在此函数中使用到了除法运算，因此在链接的时候需要将编译器的数学库也链接进来。第9行的变量LIBPATH就是数学库的目录，在第56行链接的时候使用了变量LIBPATH。

在后面的学习中，我们常常要用到一些第三方库，那么在连接程序的时候就需要指定这些第三方库所在的目录，Makefile在链接的时候使用选项“-L”来指定库所在的目录，比如“示例代码21.4.1”中第9行的变量LIBPATH就是指定了我们所使用的编译器库所在的目录。

②、在第61行和64行中，加入了选项“-fno-builtin”，否则编译的时候提示“putc”、“puts”这两个函数与内建函数冲突，错误信息如下所示：

1. warning: conflicting types for built-in function ‘putc’
   
2. warning: conflicting types for built-in function ‘puts’

复制代码

    在编译的时候加入选项“-fno-builtin”表示不使用内建函数，这样我们就可以自己实现putc和puts这样的函数了。

       链接脚本保持不变。

21.4.2编译下载

       使用Make命令编译代码，编译成功以后使用软件imxdownload将编译完成的uart.bin文件下载到SD卡中，命令如下：

1. chmod 777 imxdownload                    //给予imxdownload可执行权限，一次即可
   
2. ./imxdownload uart.bin /dev/sdd          //烧写到SD卡中

复制代码

       烧写成功以后将SD卡插到开发板的SD卡槽中，然后复位开发板。打开SourceCRT，点击File->Quick Connect…，打开快速连接设置界面，设置好相应的串口参数，比如在我的电脑上是COM8，设置如图21.4.2.1所示：

图21.4.2.1 SecureCRT串口设置

       设置好以后就点击“Connect”就可以了，连接成功以后SecureCRT收到来自开发板的数据，但是SecureCRT显示可能会是乱码，如图21.4.2.2所示：

图21.4.2.2SecureCRT显示乱码

       这是因为有些设置还没做，点击Options->SessionOptions…，打开会话设置窗口，按照图21.4.2.3所示设置：

图21.4.2.3会话设置

       设置好以后点击“OK”按钮就可以了，清屏，然后重新复位一次开发板，此时SecureCRT显示就正常了，如图21.4.2.4所示：

图21.4.2.4显示正常

       根据提示输入一个字符，这个输入的字符就会通过串口发送给开发板，开发板接收到字符以后就会通过串口提示你接收到的字符是什么，如图21.4.2.5所示：

图21.4.2.5实验效果

       至此，I.MX6U的串口1就工作起来了，以后我们就可以通过串口来调试程序。但是本章只实现了串口最基本的收发功能，如果我们要想使用格式化输出话就不行了，比如最常用的printf函数，下一章就讲解如何移植printf函数。

宇智波白

帮顶                                      

qy136

但是光盘里面的文件好像版本不对
:/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf

bsp_uart.c.text+0x58)：对‘__aeabi_uidivmod’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x66)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x70)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0xdc)：对‘__aeabi_uldivmod’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0xec)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x100)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x10c)：对‘__aeabi_uldivmod’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x16a)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x182)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c.text+0x1d4)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
bsp_uart.c:(.text+0x1de)：对‘__aeabi_uidiv’未定义的引用
Makefile:56: recipe for target 'uart.bin' failed
make: *** [uart.bin] Error 1

//会爆出这样的错误