ARM---IMX6ULL的串口UART介绍：相关寄存器说明、波特率的计算、初始化方法与示例代码等

目录

一. 串口相关知识回顾

1.1 通信方式

1.2 数据传输方式

1.3 串口传输顺序

1.4 串口通信时序

1.5 串口波特率

1.6 串口通信参数

1.7 常见串口电平种类

二. IMX6ULL 串口简介

2.1 IMX6ULL 串口特性

2.2 串口时钟源的选择

2.3 寄存器

2.3.1 UARTx_ UCR1 串口控制寄存器1

2.3.2 UARTx_UCR2 串口控制寄存器2

2.3.3 UARTx_UCR3 串口控制寄存器3

2.3.4 UARTx_USR2 串口状态寄存器2

2.3.5 UARTx_UFCR 寄存器

2.3.6 UARTx_UBIR 和 UARTx_UBMR寄存器

1、串口波特率的计算

三. IMX6ULL 串口示例代码

3.1 串口初始化流程与代码

3.2 串口发送示例代码

3.3 串口接收示例代码

一. 串口相关知识回顾

1.1 通信方式

        单工        半双工        全双工

        串口是全双工

1.2 数据传输方式

        串行        并行

1.3 串口传输顺序

        LSB：低位先行原则，串口是LSB原则

        MSB：高位先行原则

1.4 串口通信时序

        在空闲时，TXD数据线是高电平，当发送方发送数据时先发送一个低电平作为起始位，然后按照低位先行原则发送8位数据，之后可以选择性的发送一位校验位，可以是奇校验，偶校验，也可以无校验，最后发送一个停止位，停止位是高电平，用于表示数据传输的间隔，停止位可以是1位、1.5位、2位

1.5 串口波特率

        波特率：每秒传输的bit数

        常见波特率：2400，4800，9600，115200

1.6 串口通信参数

        9600 8 N 1

        解释：波特率+数据位+校验位+停止位

        另：O(odd)表示奇校验，E(even)表示偶校验

1.7 常见串口电平种类

        TTL：高电平1：1.8v，3.3v，5v      低电平0：0v    芯片CH340进行USB与TTL电平的转换

                  TTL通信距离通常被限制在10~20米之间

        RS232(负逻辑)：高电平1：-3 ~ -15V之间          低电平0：3 ~ 15V之间

                   收发主机间有三根线，分别是收、发和地，因此RS232是全双工的

                   理论上RS232能够传输20~30米

        RS485(差分信号)：高电平1：2 ~ 6V之间          低电平0：-2 ~ -6V之间

                   是半双工传输

                   RS485的传输距离可达1200米，适用于大范围的数据传输需求

                   差分信号提高了抗干扰能力

二. IMX6ULL 串口简介

        UART 全称是 Universal Asynchronous Receiver/Trasmitter—异步串行收发器

        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.MX6ULL 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，就是USART，USART 的全称是 Universal Synchron ous/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。

        IMX6ULL 的串口原理图如下：

                UART1_RXD 连接到了soc的 UART1_RX                 UART1_TXD 连接到了soc的 UART1_TX

2.1 IMX6ULL 串口特性

            1、支持高速RS232，最高5Mbit/s             2、支持红外线接口(IrDA)，可达115.2Kbit/s             3、支持 9 位或者多节点模式(RS-485)，单主多从的通信RS485                         Master     Slaver                         Modbus应用层协议，有一个地址码，可以区分从机，                         RS485物理层协议                         自动检测从机地址—通过寄存器配置地址             4、7/8位的数据RS232， 9位数据RS485—-有校验位             5、1/2位的停止位             6、可编程校验位：偶，奇，无校验parity             7、支持硬件流控    ，除了TXD,RXD引脚，还有RTS_B与CTS_B两个控制引脚                 RTS_B：request to send_B(低电平有效)：请求发送控制引脚                 CTS_B：clear to send：清除发送控制引脚             8、RS485可以通过CTS_B引脚控制—半双工                 低：接收                 高：发送             9、FIFO：支持缓冲区                 TX_FIFO：大小可以设置  32字节                 RX_FIFO：

           10、IMX6ULL有七个串口                         UART1 – UART7

2.2 串口时钟源的选择

        UART 的时钟源是由寄存器 CCM_CSCDR1 的 UART_CLK_SEL(bit6)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

        寄存器CCM_CSCDR1如图所示

                可以看到这个寄存器默认就是选择pll3_80m，并且是一分频，故无需配置

2.3 寄存器

2.3.1 UARTx_ UCR1 串口控制寄存器1

2.3.2 UARTx_UCR2 串口控制寄存器2

2.3.3 UARTx_UCR3 串口控制寄存器3

2.3.4 UARTx_USR2 串口状态寄存器2

2.3.5 UARTx_UFCR 寄存器

        UART FIFO Control Register

2.3.6 UARTx_UBIR 和 UARTx_UBMR寄存器

        示例配置代码：

/设置一分频，串口时钟为80MHz
//UART1->UFCR |= (5 << 7);
UART1->UFCR = (5 << 7);
/设置波特率
UART1->UBIR = 999;
UART1->UBMR = 43402;

        注意：UFCR 其他位有 FIFO 配置，使用  |= 会保留原有不确定值，裸机上电寄存器是随机值，最好使用 = 直接赋值

UBIR:

UBMR:

1、串口波特率的计算

        计算公式：

                这里 RefFreq 为 80 MHz

                若波特率为 115200 则可得：UBMR + 1/UBIR + 1 = 43.403(约等于)

                令UBIR + 1 = 1000，即UBIR = 999

                则UBMR + 1 = 43403，即UBMR = 43402

三. IMX6ULL 串口示例代码

3.1 串口初始化流程与代码

        基本流程：配置引脚复用功能—>配置引脚电气属性—>配置串口相关属性：复位，校验位，数据位，停止位，使能，分频，波特率等等

//初始化串口
void uart_init(void)
{
//1、配置引脚复用
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX, 0);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX, 0);
//2、配置引脚电气属性
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX, 0x10B0);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX, 0x10B0);
//3、先失能UART
UART1->UCR1 &= ~(1 << 0);
//4、先复位
UART1->UCR2 &= ~(1 << 0);
//5、忽略RTS流控引脚
UART1->UCR2 |= (1 << 14);
//6、无校验位
UART1->UCR2 &= ~(1 << 8);
//7、一位停止位
UART1->UCR2 &= ~(1 << 6);
//8、八位数据位
UART1->UCR2 |= (1 << 5);
//9、发送使能，接收使能
UART1->UCR2 |= ((1 << 2) | (1 << 1));
//10、使用交叉模式
UART1->UCR3 |= (1 << 2);
//11、设置一分频，串口时钟为80MHz
//UART1->UFCR |= (5 << 7);
UART1->UFCR = (5 << 7);

//12、设置波特率
UART1->UBIR = 999;
UART1->UBMR = 43402;
//13、使能串口
UART1->UCR1 |= (1 << 0);
}

3.2 串口发送示例代码

//串口发送字符函数
void putc(unsigned char ch)
{
//上一次未发送完成则等待
while( (UART1->USR2 & (1 << 3)) == 0 );
//发送数据
UART1->UTXD = ch;
}

//串口发送字符串
void puts(const char *p)
{
while(*p)
{
putc(*p++);
}
}

3.3 串口接收示例代码

//串口接收字符
unsigned char getc()
{
while( (UART1->USR2 & (1 << 0)) == 0 );
return (UART1->URXD & 0xFF);
}