【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

正点原子 · 发表于 2020-6-4 11:16:41

本帖最后由正点原子于 2020-10-24 16:03 编辑

1）实验平台：正点原子阿尔法Linux开发板
2）平台购买地址：https://item.taobao.com/item.htm?id=603672744434
3）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/thread-300792-1-1.html
4）本章实例源码下载：

UART串口通信实验.rar (1.65 MB)

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Universal Synchronous/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21.1.1.3 I.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21.1.1.4 I.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 Asynchronous Receiver/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21.1.2.1 RFDIV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 */
16void uart_init(void);
17void uart_io_init(void);
18void uart_disable(UART_Type *base);
19void uart_enable(UART_Type *base);
20void uart_softreset(UART_Type *base);
21void uart_setbaudrate(UART_Type *base,
unsignedint baudrate,
unsignedint srcclock_hz);
22void putc(unsignedchar c);
23void puts(char*str);
24unsignedchar getc(void);
25void raise(int sig_nr);
26
27 #endif
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
/***************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名 : bsp_uart.c
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : 串口驱动文件。
其他 : 无
论坛 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
***************************************************************/
1 #include "bsp_uart.h"
2
3/*
4 * @description : 初始化串口1,波特率为115200
5 * @param : 无
6 * @return : 无
7 */
8void uart_init(void)
9{
10/* 1、初始化串口IO */
11 uart_io_init();
12
13/* 2、初始化UART1 */
14 uart_disable(UART1); /* 先关闭UART1 */
15 uart_softreset(UART1); /* 软件复位UART1 */
16
17 UART1->UCR1 =0; /* 先清除UCR1寄存器 */
18 UART1->UCR1 &=~(1<<14); /* 关闭自动波特率检测 */
19
20/*
21 * 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
22 * bit14: 1 忽略RTS引脚
23 * bit8: 0 关闭奇偶校验
24 * bit6: 0 1位停止位
25 * bit5: 1 8位数据位
26 * bit2: 1 打开发送
27 * bit1: 1 打开接收
28 */
29 UART1->UCR2 |=(1<<14)|(1<<5)|(1<<2)|(1<<1);
30 UART1->UCR3 |=1<<2; /* UCR3的bit2必须为1 */
31
32/*
33 * 设置波特率
34 * 波特率计算公式:Baud Rate = Ref Freq / (16 * (UBMR + 1)/(UBIR+1))
35 * 如果要设置波特率为115200，那么可以使用如下参数:
36 * Ref Freq = 80M 也就是寄存器UFCR的bit9:7=101, 表示1分频
37 * UBMR = 3124
38 * UBIR = 71
39 * 因此波特率= 80000000/(16 * (3124+1)/(71+1))
40 * = 80000000/(16 * 3125/72)
41 * = (80000000*72) / (16*3125)
42 * = 115200
43 */
44 UART1->UFCR =5<<7; /* ref freq等于ipg_clk/1=80Mhz */
45 UART1->UBIR =71;
46 UART1->UBMR =3124;
47
48 #if0
49 uart_setbaudrate(UART1,115200,80000000);/* 设置波特率 */
50 #endif
51
52 uart_enable(UART1);/* 使能串口 */
53}
54
55/*
56 * @description : 初始化串口1所使用的IO引脚
57 * @param : 无
58 * @return : 无
59 */
60void uart_io_init(void)
61{
62/* 1、初始化串口IO
63 * UART1_RXD -> UART1_TX_DATA
64 * UART1_TXD -> UART1_RX_DATA
65 */
66 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0);
67 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0);
68 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_TX_DATA_UART1_TX,0x10B0);
69 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_RX_DATA_UART1_RX,0x10B0);
70}
71
72/*
73 * @description : 波特率计算公式，
74 * 可以用此函数计算出指定串口对应的UFCR，
75 * UBIR和UBMR这三个寄存器的值
76 * @param - base : 要计算的串口。
77 * @param - baudrate : 要使用的波特率。
78 * @param - srcclock_hz : 串口时钟源频率，单位Hz
79 * @return : 无
80 */
81void uart_setbaudrate(UART_Type *base,
unsignedint baudrate,
unsignedint srcclock_hz)
82{
83uint32_t numerator =0u;
84uint32_t denominator =0U;
85uint32_t divisor =0U;
86uint32_t refFreqDiv =0U;
87uint32_t divider =1U;
88uint64_t baudDiff =0U;
89uint64_t tempNumerator =0U;
90uint32_t tempDenominator =0u;
91
92/* get the approximately maximum divisor */
93 numerator = srcclock_hz;
94 denominator = baudrate <<4;
95 divisor =1;
96
97while(denominator !=0)
98{
99 divisor = denominator;
100 denominator = numerator % denominator;
101 numerator = divisor;
102}
103
104 numerator = srcclock_hz / divisor;
105 denominator =(baudrate <<4)/ divisor;
106
107/* numerator ranges from 1 ~ 7 * 64k */
108/* denominator ranges from 1 ~ 64k */
109if((numerator >(UART_UBIR_INC_MASK *7))||(denominator >
UART_UBIR_INC_MASK))
110{
111uint32_t m =(numerator -1)/(UART_UBIR_INC_MASK *7)+1;
112uint32_t n =(denominator -1)/ UART_UBIR_INC_MASK +1;
113uint32_t max = m > n ? m : n;
114 numerator /= max;
115 denominator /= max;
116if(0== numerator)
117{
118 numerator =1;
119}
120if(0== denominator)
121{
122 denominator =1;
123}
124}
125 divider =(numerator -1)/ UART_UBIR_INC_MASK +1;
126
127switch(divider)
128{
129case1:
130 refFreqDiv =0x05;
131break;
132case2:
133 refFreqDiv =0x04;
134break;
135case3:
136 refFreqDiv =0x03;
137break;
138case4:
139 refFreqDiv =0x02;
140break;
141case5:
142 refFreqDiv =0x01;
143break;
144case6:
145 refFreqDiv =0x00;
146break;
147case7:
148 refFreqDiv =0x06;
149break;
150default:
151 refFreqDiv =0x05;
152break;
153}
154/* Compare the difference between baudRate_Bps and calculated
155 * baud rate. Baud Rate = Ref Freq / (16 * (UBMR + 1)/(UBIR+1)).
156 * baudDiff = (srcClock_Hz/divider)/( 16 * ((numerator /
divider)/ denominator).
157 */
158 tempNumerator = srcclock_hz;
159 tempDenominator =(numerator <<4);
160 divisor =1;
161/* get the approximately maximum divisor */
162while(tempDenominator !=0)
163{
164 divisor = tempDenominator;
165 tempDenominator = tempNumerator % tempDenominator;
166 tempNumerator = divisor;
167}
168 tempNumerator = srcclock_hz / divisor;
169 tempDenominator =(numerator <<4)/ divisor;
170 baudDiff =(tempNumerator * denominator)/ tempDenominator;
171 baudDiff =(baudDiff >= baudrate)?(baudDiff - baudrate):
(baudrate - baudDiff);
172
173if(baudDiff <(baudrate /100)*3)
174{
175 base->UFCR &=~UART_UFCR_RFDIV_MASK;
176 base->UFCR |= UART_UFCR_RFDIV(refFreqDiv);
177 base->UBIR = UART_UBIR_INC(denominator -1);
178 base->UBMR = UART_UBMR_MOD(numerator / divider -1);
179}
180}
181
182/*
183 * @description : 关闭指定的UART
184 * @param – base : 要关闭的UART
185 * @return : 无
186 */
187void uart_disable(UART_Type *base)
188{
189 base->UCR1 &=~(1<<0);
190}
191
192/*
193 * @description : 打开指定的UART
194 * @param – base : 要打开的UART
195 * @return : 无
196 */
197void uart_enable(UART_Type *base)
198{
199 base->UCR1 |=(1<<0);
200}
201
202/*
203 * @description : 复位指定的UART
204 * @param – base : 要复位的UART
205 * @return : 无
206 */
207void uart_softreset(UART_Type *base)
208{
209 base->UCR2 &=~(1<<0); /* 复位UART */
210while((base->UCR2 &0x1)==0); /* 等待复位完成 */
211}
212
213/*
214 * @description : 发送一个字符
215 * @param - c : 要发送的字符
216 * @return : 无
217 */
218void putc(unsignedchar c)
219{
220while(((UART1->USR2 >>3)&0X01)==0);/* 等待上一次发送完成 */
221 UART1->UTXD = c &0XFF; /* 发送数据 */
222}
223
224/*
225 * @description : 发送一个字符串
226 * @param - str : 要发送的字符串
227 * @return : 无
228 */
229void puts(char*str)
230{
231char*p = str;
232
233while(*p)
234 putc(*p++);
235}
236
237/*
238 * @description : 接收一个字符
239 * @param : 无
240 * @return : 接收到的字符
241 */
242unsignedchar getc(void)
243{
244while((UART1->USR2 &0x1)==0); /* 等待接收完成 */
245return UART1->URXD; /* 返回接收到的数据 */
246}
247
248/*
249 * @description : 防止编译器报错
250 * @param : 无
251 * @return : 无
252 */
253void raise(int sig_nr)
254{
255
256}

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

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-
x86_64_arm-linux-gnueabihf/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/7.3.1
10
11
12 INCDIRS := imx6ul \
13 bsp/clk \
14 bsp/led \
15 bsp/delay \
16 bsp/beep \
17 bsp/gpio \
18 bsp/key \
19 bsp/exit \
20 bsp/int \
21 bsp/epittimer \
22 bsp/keyfilter \
23 bsp/uart
24
25 SRCDIRS := project \
26 bsp/clk \
27 bsp/led \
28 bsp/delay \
29 bsp/beep \
30 bsp/gpio \
31 bsp/key \
32 bsp/exit \
33 bsp/int \
34 bsp/epittimer \
35 bsp/keyfilter \
36 bsp/uart
37
38
39 INCLUDE :=$(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))
40
41 SFILES :=$(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.S))
42 CFILES :=$(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))
43
44 SFILENDIR :=$(notdir $(SFILES))
45 CFILENDIR :=$(notdir $(CFILES))
46
47 SOBJS :=$(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
48 COBJS :=$(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
49 OBJS :=$(SOBJS)$(COBJS)
50
51 VPATH :=$(SRCDIRS)
52
53 .PHONY: clean
54
55$(TARGET).bin:$(OBJS)
56 $(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^ $(LIBPATH)
57 $(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
58 $(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf >$(TARGET).dis
59
60$(SOBJS): obj/%.o : %.S
61 $(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ [ DISCUZ_CODE_30 ]lt;
62
63$(COBJS): obj/%.o : %.c
64 $(CC) -Wall -nostdlib -fno-builtin -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ [ DISCUZ_CODE_30 ]lt;
65
66 clean:
67 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：

warning: conflicting types for built-in function ‘putc’
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：

chmod 777 imxdownload //给予imxdownload可执行权限，一次即可
./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->Session Options…，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。

【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

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