軟件UART的意義 - 基于ADS的S3C2410實現(xiàn)嵌入式串口通信

　　如今，可提供功能完善的硬件串口的微控制器比比皆是，那么我們?yōu)槭裁催€要費力地用微控制器的端口管腳來實現(xiàn)軟件UART呢?主要有以下幾個原因：

　　首先，盡管確實有許多微控制器都包含了硬件UART，但仍有許多沒有包含這種接口。在系統(tǒng)設計中，選擇微控制器時，可能很難找到一款各方面都很理想的產品。例如，電壓范圍合適的微控制器可能內部存儲器不夠大，而存儲器大小足夠的可能又沒有足夠的端口管腳，無法滿足設計需求。因此，通過軟件方式實現(xiàn)某些系統(tǒng)需要的外設接口，從而彌補一款微控制器性能上的缺陷，就能增加可供設計選擇的微控制器的數量和種類，從而增大設計的靈活性。

　　第二，即便一款微控制器包含了一個功能完善的硬件UART，由于某種原因，這對即將進行的設計來說可能仍然不夠。例如，可能是微控制器需要與之通信的外設所用的協(xié)議與串口協(xié)議稍有不同，也可能是硬件UART所提供的位數、奇偶校驗功能或輸入和輸出緩存無法完全滿足應用的要求。這時，通過構建一個軟件UART接口，我們在定義UART的功能和串口協(xié)議的細節(jié)上就更靈活。

　　第三，一款微控制器的硬件UART也許能夠很好地滿足應用的需求，但只是數量不夠。例如，微控制器包含兩個UART，而設計中的應用卻需要三個。此時，我們不必僅僅為了增加串口的數量就另外增加一塊新的芯片，而只需增加一個與該微控制器上現(xiàn)有的UART具備同樣功能和特性的軟件UART。

　　UART軟件部分的實現(xiàn)

　　絕大多數的Linux軟件開發(fā)都是以native方式進行的，即本機(HOST)開發(fā)、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(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(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)控制函數實現(xiàn)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。

　　構造了一個嵌入式版本的Linux文件系統(tǒng)，它使得內核在系統(tǒng)盡量精簡的情況下能夠運行起來，并滿足產品和系統(tǒng)各方面的要求。其中，為文件系統(tǒng)配置用戶和屬組以達到一定的安全性更是系統(tǒng)的一大特色。另外，在這個嵌入式文件系統(tǒng)中，引入了VFS的支持，雖然犧牲了一些空間，但是大大方便了今后各種物理文件系統(tǒng)的動態(tài)加載。Linux的文件系統(tǒng)事實上非常的龐大，構造一個嵌入式的Linux文件系統(tǒng)是一個很復雜的過程

　　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：

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