ADS環(huán)境下基于S3C2410串口應用程序的開發(fā)

　　0 引言

　　ARM ADS全稱為ARM Developer suite(ARM開發(fā)套件)。是ARM公司推出的ARM系列處理器集成開發(fā)工具，使用非常廣泛，目前最高版本的是1．2，它取代了早期的ADS1．1和 ADS1．0。它除了可以安裝在Windows NT4、Windows98和Windows95操作系統(tǒng)下，還支持Windows XP和Windows Me操作系統(tǒng)。ADS由命令行開發(fā)工具、ARM實時庫、GuI開發(fā)環(huán)境(CodeWarrior和AXD)、實用程序和支持軟件組成。有了這些部件，用戶就可以為ARM系列的RISC處理器編寫和調(diào)試自己的開發(fā)應用程序了。命令行開發(fā)工具完成將源代碼編譯，連接成可執(zhí)行代碼的功能，包手舌：armcc、 armcpp、tcc、tcpp、armasm、armlink、armsd。其中armcc用于將ANSI C編寫的程序編譯成32位的ARM指令代碼。支持編譯C和C++代碼的運行時庫有：ANSI C庫函數(shù)、C++庫函數(shù)。ADS的CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境(IDE)是基于Metrowerks CodeWarrior IDE4．2版本的，經(jīng)過適當?shù)牟眉粢灾С諥DS工具鏈，為管理和開發(fā)項目提供了簡單多樣化的圖形用戶界面，用戶可以使用ADS的CodeWarrior IDE為ARM和Thumb處理器開發(fā)用C、C++或ARM匯編語言的程序代碼，縮短了用戶開發(fā)項目代碼的周期。ADS中包括3個調(diào)試器：AXD(ARM ExtendedDebugger)、ARMSD(ARM Symbo l i c Debugger)、ADW／ADU(Appl icat ion Debugger Windows／Unix)。在軟件開發(fā)的最初階段，可以使用調(diào)試器進行仿真來測試所開發(fā)的軟件是否達到了預期的效果。

　　在數(shù)據(jù)采集的實際開發(fā)應用中，串口通信是不可缺少的部分，它是目前嵌入式系統(tǒng)與PC機間的一種非常重要且普遍使用的通信方式。計算機利用串口對單片機等外部設備的控制減少了在訪問外部設備時需要進行復雜的匯編語言編程等帶來的麻煩，同時也有利于大規(guī)模的開發(fā)和設計。在Linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)把串口等其它外設當作文件進行操作，在端口的讀寫上非常方便，大大提高了系統(tǒng)編程效率。本文通過把Linux系統(tǒng)移植到S3C2410后，利用S3C2410自帶的串口對目標實現(xiàn)控制，詳細地介紹了串行通信的硬件電路和軟件的實現(xiàn)方法。

　　1 硬件結(jié)構(gòu)

　　目前串口大部分是在Windows或是在Dos下運用，本文是在Linux系統(tǒng)下利用串口來實現(xiàn)通信的。S3C2410芯片是三星公司生產(chǎn)的 16／32bit的RISC處理器，獨立的16kB指令和16 kB數(shù)據(jù)的緩存(cache)，用于虛擬內(nèi)存管理的MMU單元，LCD控制器(STNTFT)，非線性(NAND)FLASH的引導單元，系統(tǒng)管理器(包括片選邏輯控制和SDRAM控制器)，3個通道的異步串口(UART)，每個控制器支持的最高波特率可以達到230400 Boud／s，這些特點為實現(xiàn)在Linux系統(tǒng)下計算機與開發(fā)板之間順利進行串口通信提供了可靠的保證。WNSC400是北京維納光科公司生產(chǎn)的電動位移平臺控制箱，它擁有RS232的串口能使S3C2410通過串口對其進行數(shù)據(jù)通信，從而能夠?qū)崿F(xiàn)S3C2410對電動位移平臺的控制。但是控制箱是在 Windows環(huán)境下實現(xiàn)的，所以要想把它應用到嵌入式系統(tǒng)中是存在難度的。S3C2410的串口要實現(xiàn)與控制箱的數(shù)據(jù)傳輸，那么就要使控制箱及其控制的電動平移臺實現(xiàn)與其它模塊組成嵌入式系統(tǒng)，比如與一臺攝像頭聯(lián)系起來，當攝像頭對物體進行圖像采集后，對采集數(shù)據(jù)進行處理，進而計算出目標具體要改變的位移等參量，然后控制箱在通過$3C24lO的存儲器中讀取這些數(shù)據(jù)，并發(fā)出命令使電動位移平臺按需要的改變量進行移動，這樣就是實現(xiàn)了一個簡單的嵌入式系統(tǒng)。計算機(宿主機)、目標機(S3C2410)還有控制箱之間連接的硬件原理如圖1所示。在宿主機上將在ADS環(huán)境下編好的程序通過JTAG下載到 S3C2410后，S3C2410就可以通過串口與控制箱進行通信。

　　2 UART軟件部分的實現(xiàn)

　　絕大多數(shù)的Linux軟件開發(fā)都是以native方式進行的，即本機(HOST)開發(fā)、調(diào)試、本機運行的方式，但是由于在目標機上沒有足夠的資源來滿足嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，所以這種方式不適合于嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)。通常嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)采用交叉編譯調(diào)試的方法。交叉編譯的主要特征是某機器中執(zhí)行的程序代碼不是由本機編譯生成，而是由另外一臺機器編譯生成。
串口通信的基本任務有：實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化、進行串／并轉(zhuǎn)換、控制數(shù)據(jù)傳輸速率、進行錯誤檢測和進行TTl與EIA電平轉(zhuǎn)換。串口通信分為同步通信和異步通信兩種類型，本文將用到異步串行I／0。

　　由于Linux系統(tǒng)將所有的設備都看成文件，所以訪問串口時，認為串口是一個文件，我們可以使用文件系統(tǒng)控制函數(shù)實現(xiàn)基本的串口操作，比如open()函數(shù)用來打開串口，read()和write()函數(shù)用來讀寫串口，在傳輸數(shù)據(jù)完成后可以用close()函數(shù)關(guān)閉串口。

　　2．1 串口的基本設置

　　串口最基本的設置有波特率設置、檢驗位和停止位的設置。串口的設置主要是設置struct termios結(jié)構(gòu)體的各成員值：

　　2．2 串口的讀寫

　　發(fā)送數(shù)據(jù)

　　除了上面用read來讀取串口的方法外，也可以使用操作文件的函數(shù)來實現(xiàn)異步讀取，如fcnt1，或者selectt等。

　　2．3 應用程序

　　ADS開發(fā)平臺的優(yōu)點是它已經(jīng)把串口的相關(guān)設置函數(shù)都已經(jīng)包含在相關(guān)的頭文件中，這樣當開發(fā)人員想利用串口進行再次研發(fā)時就可以直接利用這些函數(shù)，或者在原函數(shù)上進行修改。本文中要通過S3C2410的串口對WNSC400控制箱進行數(shù)據(jù)的傳輸就利用了這些優(yōu)點，部分程序如下：

　　3 結(jié)語

　　通過實驗，實現(xiàn)了用S3C2410控制WNSC400控制箱來控制電動平移臺，在ADS環(huán)境下進行的開發(fā)減少了直接在Linux系統(tǒng)下進行串口開發(fā)所遇到的麻煩，而且由于AARM具有多功能模塊擴展功能，可以使多種功能集中起來，為WNSC400控制箱及其電動平移臺廣泛應用于嵌入式系統(tǒng)中創(chuàng)造了條件。