Der gegebene ARM-Assembler-Code implementiert Funktionen zur Steuerung der UART0-Schnittstelle auf dem Raspberry Pi 2B. Diese Funktionen beinhalten das Initialisieren der UART-Schnittstelle, das Senden und Empfangen von Zeichen. Im Folgenden wird der Code abschnittsweise erklärt.
Zu Beginn des Codes werden die Konstanten für die Basisadressen und Register der GPIO- und UART0-Peripheriegeräte definiert.
.equ GPIO, 0x3F200000 @ Basisadresse der GPIO-Register
.equ GPPUD, GPIO + 0x94 @ GPIO Pull-up/down Enable Register
.equ GPPUD_CLK0, GPIO + 0x98 @ GPIO Pull-up/down Clock Register 0
.equ UART0, GPIO + 0x1000 @ Basisadresse der UART0-Register
.equ UART0_DR, UART0 + 0x00 @ Datenregister
.equ UART0_FR, UART0 + 0x18 @ Flag-Register
.equ UART0_IBRD, UART0 + 0x24 @ Integer Baud Rate Divisor
.equ UART0_FBRD, UART0 + 0x28 @ Fractional Baud Rate Divisor
.equ UART0_LCRH, UART0 + 0x2C @ Line Control Register
.equ UART0_CR, UART0 + 0x30 @ Control Register
.equ UART0_IMSC, UART0 + 0x38 @ Interrupt Mask Set Clear Register
Diese Definitionen geben die Adressen der relevanten Register an, die später in den UART-Funktionen verwendet werden. Beispielsweise wird das UART0_CR (Control Register) für die Steuerung der UART-Funktionalitäten verwendet.
k_uart0_initDie Funktion k_uart0_init initialisiert die UART0-Schnittstelle, indem sie die Steuerungsregister zurücksetzt, die Baudrate konfiguriert und die UART aktiviert.
.global k_uart0_init
k_uart0_init:
push {r0-r1, lr} @ Sichert r0, r1 und lr
uart_ctrl_reset:
mov r0, #0
ldr r1, =UART0_CR
str r0, [r1] @ Deaktiviert UART, indem Control Register auf 0 gesetzt wird
Zunächst wird die UART deaktiviert, indem das Control Register auf 0 gesetzt wird. Dies sichert einen definierten Ausgangszustand, bevor weitere Einstellungen vorgenommen werden.
setbaudrate:
mov r0, #26
ldr r1, =UART0_IBRD
str r0, [r1] @ Setzt den Integer Baud Rate Divisor auf 26
mov r0, #0
ldr r1, =UART0_FBRD
str r0, [r1] @ Setzt den Fractional Baud Rate Divisor auf 0
Die Baudrate wird als Nächstes durch Setzen des Integer- und Fractional-Teils des Baudraten-Divisors konfiguriert. Der Wert 26 für den Integer-Teil und 0 für den Fractional-Teil ergeben eine Baudrate von 115200 Baud.
enable_t_s:
mov r0, #7
lsl r0, r0, #4
ldr r1, =UART0_LCRH
str r0, [r1] @ Aktiviert FIFOs und setzt die Wortlänge auf 8 Bit
Die Funktion aktiviert die FIFOs (First In, First Out Speicher) und setzt die Wortlänge auf 8 Bit, indem das Line Control Register (UART0_LCRH) konfiguriert wird.
disable_int:
mov r0, #0
ldr r1, =UART0_IMSC
str r0, [r1] @ Deaktiviert alle Interrupts (UART arbeitet im Polling-Modus)
Um die UART im Polling-Modus zu betreiben, werden alle Interrupts durch das Schreiben von 0 in das Interrupt Mask Set Clear Register (UART0_IMSC) deaktiviert.
uart_enable:
ldr r0, =0x301
ldr r1, =UART0_CR
str r0, [r1] @ Aktiviert die UART mit RXE und TXE
pop {r0-r1, lr} @ Stellt Register wieder her
bx lr @ Rückkehr zur aufrufenden Funktion
Schließlich wird die UART wieder aktiviert, indem das Control Register mit dem Wert 0x301 beschrieben wird. Dieser Wert aktiviert die UART (UARTEN), das Senden (TXE) und das Empfangen (RXE) von Daten.
k_uart_write_charDie Funktion k_uart_write_char sendet ein einzelnes Zeichen über die UART0-Schnittstelle. Bevor das Zeichen gesendet wird, prüft die Funktion, ob der Sendepuffer bereit ist.
.global k_uart_write_char
k_uart_write_char:
push {r1-r3} @ Sichert r1-r3
mov r2, #0x20
ldr r1, =UART0_FR
Zuerst wird das Register r1 mit der Adresse des Flag-Registers (UART0_FR) geladen, und r2 wird mit 0x20 gesetzt, um Bit 5 (Transmit FIFO Full) zu maskieren.
uart_wr_checkfr:
ldr r3, [r1]
tst r3, r2
bne uart_wr_checkfr @ Wartet, bis der Sendepuffer bereit ist
Die Funktion prüft, ob das Bit für den vollen FIFO (Transmit FIFO Full) gesetzt ist. Solange dieses Bit gesetzt ist, bleibt die Funktion in einer Schleife und wartet darauf, dass der Sendepuffer frei wird.
uart_wr_print:
ldr r1, =UART0_DR
strb r0, [r1] @ Schreibt das zu sendende Zeichen in das Datenregister
pop {r1-r3} @ Stellt Register wieder her
bx lr @ Rückkehr zur aufrufenden Funktion
Wenn der Sendepuffer bereit ist, wird das zu sendende Zeichen (das sich in r0 befindet) in das Datenregister (UART0_DR) geschrieben, und die gesicherten Register werden wiederhergestellt. Anschließend kehrt die Funktion zurück.
k_uart_read_charDie Funktion k_uart_read_char liest ein einzelnes Zeichen von der UART0-Schnittstelle, indem sie prüft, ob der Empfangspuffer bereit ist.
.global k_uart_read_char
k_uart_read_char:
mov r2, #0x10
ldr r1, =UART0_FR
Zunächst wird r2 mit 0x10 gesetzt, um Bit 4 (Receive FIFO Empty) zu maskieren. r1 wird mit der Adresse des Flag-Registers (UART0_FR) geladen.
uart_rd_checkfr:
ldr r3, [r1]
tst r3, r2
bne uart_rd_checkfr @ Wartet, bis Daten im Empfangspuffer verfügbar sind
Die Funktion prüft, ob das Bit für einen leeren Empfangspuffer gesetzt ist. Solange der Empfangspuffer leer ist, bleibt die Funktion in einer Schleife und wartet, bis Daten empfangen wurden.
uart_rd_ret:
ldr r1, =UART0_DR
ldrb r0, [r1] @ Liest das empfangene Zeichen aus dem Datenregister
bx lr @ Rückkehr zur aufrufenden Funktion
Sobald Daten verfügbar sind, wird das Zeichen aus dem Datenregister (UART0_DR) gelesen und in r0 gespeichert. Danach kehrt die Funktion zurück.
| zurück | Hauptmenü | weiter |
| 1.8 UART |
|---|
| 1.8.1 Intro |
| 1.8.2 Übung |