ADS環境下基于S3C2410串口應用程序的開發

0 引言

　　ARM ADS全稱為ARM Developer suite(ARM開發套件)。是ARM公司推出的ARM系列處理器集成開發工具，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操作系統下，還支持Windows XP和Windows Me操作系統。ADS由命令行開發工具、ARM實時庫、GuI開發環境(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處理器編寫和調試自己的開發應用程序了。命令行開發工具完成將源代碼編譯，連接成可執行代碼的功能，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、C++庫函數。ADS的CodeWarrior集成開發環境(IDE)是基于Metrowerks CodeWarrior IDE4．2版本的，經過適當的裁剪以支持ADS工具鏈，為管理和開發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處理器開發用C、C++或ARM匯編語言的程序代碼，縮短了用戶開發項目代碼的周期。ADS中包括3個調試器：AXD(ARM ExtendedDebugger)、ARMSD(ARM Symbo l i c Debugger)、ADW／ADU(Appl icat ion Debugger Windows／Unix)。在軟件開發的最初階段，可以使用調試器進行仿真來測試所開發的軟件是否達到了預期的效果。

　　在數據采集的實際開發應用中，串口通信是不可缺少的部分，它是目前嵌入式系統與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，同時也有利于大規模的開發和設計。在Linux系統中，系統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，大大提高了系統編程效率。本文通過把Linux系統移植到S3C2410后，利用S3C2410自帶的串口對目標實現控制，詳細地介紹了串行通信的硬件電路和軟件的實現方法。

　　1 硬件結構

　　目前串口大部分是在Windows或是在Dos下運用，本文是在Linux系統下利用串口來實現通信的。S3C2410芯片是三星公司生產的 16／32bit的RISC處理器，獨立的16kB指令和16 kB數據的緩存(cache)，用于虛擬內存管理的MMU單元，LCD控制器(STN&TFT)，非線性(NAND)FLASH的引導單元，系統管理器(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，這些特點為實現在Linux系統下計算機與開發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據通信，從而能夠實現S3C2410對電動位移平臺的控制。但是控制箱是在 Windows環境下實現的，所以要想把它應用到嵌入式系統中是存在難度的。S3C2410的串口要實現與控制箱的數據傳輸，那么就要使控制箱及其控制的電動平移臺實現與其它模塊組成嵌入式系統，比如與一臺攝像頭聯系起來，當攝像頭對物體進行圖像采集后，對采集數據進行處理，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據，并發出命令使電動位移平臺按需要的改變量進行移動，這樣就是實現了一個簡單的嵌入式系統。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

　　絕大多數的Linux軟件開發都是以native方式進行的，即本機(HOST)開發、調試、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的開發，所以這種方式不適合于嵌入式系統的軟件開發。通常嵌入式系統軟件開發采用交叉編譯調試的方法。交叉編譯的主要特征是某機器中執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：實現數據格式化、進行串／并轉換、控制數據傳輸速率、進行錯誤檢測和進行TTl與EIA電平轉換。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控制函數實現基本的串口操作，比如open()函數用來打開串口，read()和write()函數用來讀寫串口，在傳輸數據完成后可以用close()函數關閉串口。

　　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結構體的各成員值：

　　2．2 串口的讀寫

　　發送數據

　　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來實現異步讀取，如fcnt1，或者selectt等。

　　2．3 應用程序

　　ADS開發平臺的優點是它已經把串口的相關設置函數都已經包含在相關的頭文件中，這樣當開發人員想利用串口進行再次研發時就可以直接利用這些函數，或者在原函數上進行修改。本文中要通過S3C2410的串口對WNSC400控制箱進行數據的傳輸就利用了這些優點，部分程序如下：

　　3 結語

　　通過實驗，實現了用S3C2410控制WNSC400控制箱來控制電動平移臺，在ADS環境下進行的開發減少了直接在Linux系統下進行串口開發所遇到的麻煩，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中創造了條件。