实验3 UART实验

总线相关概念

UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter (UART) ：

通用的异步接收器和发送器/通用的异步串行总线

总线的分类：

按总线的通信方式：

串行总线：数据在总线上发送器一个时钟周期发送一位数据，

接收器一个时钟周期接收一位数据。

并行总线：数据在总线上发送器一个时钟周期发送多位数据，

接收器一个时钟周期接收多位数据。

串行和并行的优缺点

串行：节约资源，传输速度慢 IIC UART SPI CAN 485

并行：浪费资源，传输速度快 LCD屏

数据的的传输方向：

时钟划分：同步总线和异步总线

UART总线的硬件连接：

串口在开发中主要作用：实现开发板和PC端数据的交互，最大传输距离15米

UART总线的通信协议

分析电路图

SP3232EEN：电平转换芯片，可以将RS232电平转换为TTL电平

或者将TTL电平转换为RS232电平。

SOC引脚默认使用TTL电平：

0V ---》0

3.3V----》1

串口使用RS232电平：

-3 ~ -15V ----》 1

+3 ~ +15 ----》 0

分析芯片手册

GPIO章节:设置GPIOD14和GPIOD18引脚位UART功能。

UART章节：中午抽时间自己先翻译一下串口章节。下午继续讲解。

ULCONn：指定串口的数据帧格式。

UCONn：串口控制寄存器：设置串口的发送模式和接收模式，采用轮训模式

UTXHn：发送数据寄存器

URXHn：接收数据寄存器

UBRDIVn：波特率分频值的整数部分

UFRACVAL：波特率分频值的小数部分

本开发板上的UART使用EXT_UCLK作为时钟源，时钟的频率是50MHz。

UBRDIV = 26;

UFRACVAL = 2; 1/2/3都可以。

数据在传输的过程中会造成误差的基类。停止位的作用可以校准时钟。

停止位越多校准的时钟越准确。

UTRSTATn：串口发送和接收状态寄存器

UTRSTAT[1]：判断发送缓冲区是否为空，如果发送缓冲区不为空，

等待发送缓冲区为空之后，在向UTXH中写入数据。

UTRSTAT[0]：判断接收缓冲区是否有有效的数据，如果接收缓冲区没有有效数据，

等待接收缓冲区有效的数据之后，在从URXH中读取数据。

编写代码

main.c


#include "led.h"
#include "pwm.h"
#include "delay.h"
#include "uart0.h"
int main()
{hal_led_init();
//  hal_pwm_init();hal_uart_init();Tri_String("UART Test\n");while(1){Tri_Byte(Recv_Byte()+1);
//      printf("pwm test!\n");// led_flash(500);
//      hal_pwm_switch(299, 149, ON);
//      delay_ms(1000);
//      hal_pwm_switch(299, 149, OFF);
//      delay_ms(1000);}return 0;
}

uart0.c

#include "uart0.h"void hal_uart_init(void)
{// 1. 设置GPIO14引脚和GPIO18引脚位串口功能GPIOD.ALTFN0 &= (~(0x3 << 28));GPIOD.ALTFN0 |= (0x1 << 28);GPIOD.ALTFN1 &= (~(0x3 << 4));GPIOD.ALTFN1 |= (0x1 << 4);// 2. 设置串口数据帧的格式：8N1    ULCON// 正常模式  8位数据位 无校验位，1个停止位UART0.ULCON &= (~(0x1 << 6));UART0.ULCON &= (~(0x7 << 3));UART0.ULCON &= (~(0x1 << 2));UART0.ULCON |= (0x3 << 0);// 3. 设置串口的波特率 115200   UBRDIV  UFRACVALUART0.UBRDIV = 26;UART0.UFRACVAL = 2;// 4. 设置串口发送和接收模式：轮询模式  UCONUART0.UCON &= (~0xF);UART0.UCON |= 0x5;
}// 发送一个字节的函数
void Tri_Byte(char ch)
{// 判断发送缓冲区是否为空，如果发送缓冲区不为空，//则等待发送缓冲区为空  UTRSTAT[1]while(!(UART0.UTRSTAT & (1 << 1)));// 发送数据   UART0.UTXH = ch;if(ch == '\n')Tri_Byte('\r');
}// 接收一个字节的函数
char Recv_Byte(void)
{char ch;// 判断接收缓冲区是否有有效数据，如果接收缓冲区没有有效数据，// 则等待接收缓冲区有有效的数据  UTRSTAT[0]while(!(UART0.UTRSTAT & (1 << 0)));//接收数据ch = UART0.URXH;return ch;
}// 发送字符串的函数
void Tri_String(char *str)
{// 判断是否到字符串的结尾，while(*str != '\0')// 如果没有到结尾调用Tri_Byte()函数，一个字节一个字节发送。Tri_Byte(*str++);
}

uart0.h

#ifndef __UART0_H__
#define __UART0_H__/*********************** UART ************************/typedef struct {unsigned int ULCON;unsigned int UCON;unsigned int UFCON;unsigned int UMCON;unsigned int UTRSTAT;unsigned int UERSTAT;unsigned int UFSTAT;unsigned int UMSTAT;unsigned int UTXH;unsigned int URXH;unsigned int UBRDIV;unsigned int UFRACVAL;unsigned int UINTP;unsigned int UINTS;unsigned int UINTM;
}uart;
/*************** UART0 *****************/
#define UART0 ( * (volatile uart *)0xC00A1000 )/*************** UART1 *****************/
#define UART1 ( * (volatile uart *)0xC00A0000 )/*************** UART2 *****************/
#define UART2 ( * (volatile uart *)0xC00A2000 )/*************** UART3 *****************/
#define UART3 ( * (volatile uart *)0xC00A3000 )/*************** UART4 *****************/
#define UART4 ( * (volatile uart *)0xC00AD000 )/*************** UART5 *****************/
#define UART5 ( * (volatile uart *)0xC00AF000 )void hal_uart_init(void);
void Tri_Byte(char ch);
char Recv_Byte(void) ;
void Tri_String(char *str); #endif

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