Universal asynchronous receiver transmitter (UART)

UART基本介绍：

通用异步收发器UART他的功能非常强大

我们只使用UART的全双工异步通信功能，使用中断接收数据。

UART_RX：串行数据输入。

UART_TX：串行数据输出。

硬件支持：

连接串口（RS232）实现在超级终端里输入输出

软件支持：

超级终端，teraterm-4.75

1、配置UART，我们使用UART2

（1）设置波特率为115200，设置数据字段长为8字，使用1个停止位，无基偶校验，UART Clock disabled，打开发送和接收使能

　　以上基本设置使用一个函数进行封装设置：

　　函数内部实现：

　　　　设置数据字段长为8字：UART2->CR1 |= 0x00；

　　　　使用1个停止位： UART2->CR3 |= 0x00；

　　　　使用基数位校验：UART2->CR1 |= 0x00；

　　　　UART Clock disabled、打开发送和接收使能等等

（2）打开接收中断，当接收发生或者溢出发生时候，产生接收中断

（3）UART使能

　UART2->CR1 &= (uint8_t)(~0x02)；

（4）全局中断使能

　enableInterrupts()；

总体UART配置函数实现如下代码所示：

 static void UART2_Config(void)
 {
   /* EVAL COM (UART) configuration -----------------------------------------*/
   /* USART configured as follow:
         - BaudRate = 115200 baud
         - Word Length = 8 Bits
         - One Stop Bit
         - Odd parity
         - Receive and transmit enabled
         - UART Clock disabled
   */
   UART2_Init((uint32_t), UART2_WORDLENGTH_8D,UART2_STOPBITS_1, UART2_PARITY_NO,
                    UART2_SYNCMODE_CLOCK_DISABLE, UART2_MODE_TXRX_ENABLE);

   /* Enable the UART Receive interrupt: this interrupt is generated when the UART
     receive data register is not empty */
   UART2_ITConfig(UART2_IT_RXNE_OR, ENABLE);

   /* Enable the UART Transmit complete interrupt: this interrupt is generated
      when the UART transmit Shift Register is empty */
   UART2_ITConfig(UART2_IT_TXE, ENABLE);

   /* Enable UART */
   UART2_Cmd(ENABLE);

     /* Enable general interrupts */
   enableInterrupts();
 }

UART2_Config

2、UART输出功能

如果直接使用C语言的printf函数，只会在编译器的Terminal-I/O中输出，不会在我们想要的超级终端里面输出，所以需要对输出函数做重定向；

实现每次想要输出的时候，将信息打印到超级终端中，故重定向putchar (int c)函数，在函数内使用UART的传送数据功能就可以了，即将要输出的信息写入UART的数据寄存器

 #define PUTCHAR_PROTOTYPE int putchar (int c)
 ...
 /**
   * @brief Retargets the C library printf function to the UART.
   * @param c Character to send
   * @retval char Character sent
   */
 PUTCHAR_PROTOTYPE
 {
   /* Write a character to the UART2 */
   UART2_SendData8(c);
   /* Loop until the end of transmission */
   while (UART2_GetFlagStatus(UART2_FLAG_TXE) == RESET);

   return (c);
 }

3、UART输入功能

输入功能实际上是字符串处理过程的实现，在超级终端中输入内容实际上是在UART的数据寄存器里写内容，所我们只需要去数据寄存器里面读取并处理字符串即可；

• 处理函数功能

首先我们得定义一个支持终端回显的函数uart_GetStr，其中功能包括：

（1）当有我们在终端里敲键盘的时候会立马有正确的内容显示；

（2）当按下特殊按键的时候会有正确的反应；比如backspace会删除一个字符；return会表示输入完毕进入发送；

（3）对于其他特殊案件处理不了应当屏蔽；比如不想实现delete功能，删除刚刚读入的delete字符，并不会回显；

• 函数实现：

uart_GetStr传入的第一个参数是指向接收数据数组的指针，第二个参数表示是否允许回显；

几个有用变量：

　　__IO uint8_t ReciveBuff = 0; //save the current char

　　uint8_t RxBuffer[32] = {0}; //save the input string

　　__IO uint8_t RxCounter = 0; //the length of valid string

所以，RxBuffer就是uart_GetStr函数的第一个参数，在uart_GetStr函数内部会对每一个字符进行处理，正确的字符才放入RxBuffer中；

 //====================================================================================
 //Function Name    | dbg_GetStr
 //Description    | Get string via UART port.
 //Input        | *p_recv_buff : pointer to receive data buffer
 //        | b_echo_on : echo back on or off
 //Output    | detect terminal(0x0d character) :TRUE or FALSE
 //Remark    |
 //====================================================================================
 uint8_t uart_GetStr(uint8_t *p_recv_buff, bool b_echo_on)
 {
     uint8_t b_end = ;
     int i;
     static uint8_t len = ;
     static uint8_t pos = ;
     static uint8_t esc_seq = ;
     uint8_t c;

     // Get a character.
     if((c = ReciveBuff) == ){
           return ;
     }
     // echo back
     if(b_echo_on){
           printf("%c",c); //show the input
     }

     //Check
     switch(esc_seq){
         // Normal
         case :
           // Return(Terminate)
           if(c == 0x0d){
             p_recv_buff[len] = ;
             len =  pos = ;    // clear
             if(b_echo_on){
               printf("\n");
             }
             b_end = ;
           }
           // Back Space
           else if(c == 0x08){
             if(len){
               if(b_echo_on){
                 printf(" ");
                 printf("%c",0x08);      // BS
               }
               len--;    // update length info.
               pos--;    // update pos info
             }
           }
           // ESC
           else if(c == 0x1b){
             esc_seq = ;
           }
           // DEL
           else if(c == 0x7f){
             if(len){
               DeleteChar(pos, len, &p_recv_buff[]);
               len --;   // update length info
               if(b_echo_on){
                 printf("%s",&p_recv_buff[pos]);
                 printf(" ");
                 printf("%c",0x08);      // BS
         // move cursor to character end.
         for(i = ; i < len - pos; i++){
                   printf("%c",0x1b);    // ESC
                   printf("%c",'[');
                   printf("%c",'D');
                 }
               }
             }
           }
           // Other
           else{
             p_recv_buff[pos] = c;
             len++;      // update length info
             pos++;      // update pos info
           }
           break;
           // ESC SEQ -> 1st
         case :
           if(c == '['){
             esc_seq = ;        // Next seq.
           }
           else{
             esc_seq = ;        // not support(to normal)
           }
           break;
           //ESC SEQ -> 2nd
         case :
           if(c=='D'){
             if(pos){
               pos--;    // "<-" key
             }
           }
           else if(c=='C'){
             if(pos < len){
               pos++;    // "->" key
             }
           }
           esc_seq = ;  // To normal
           break;
         }

         return (b_end);
 }

uart_GetStr

uart_GetStr函数值为0或者为1，只有在终端中输入回车时才会返回1，其他情况均返回0；

有了这一特点，我们在使用这个函数的时候，只需要获取返回值，当返回0时，把处理过后的、用户正确输入的字符串打印出来看；

• 运行流程

（1）当终端中有输入的时候，即数据寄存器不为空，从而触发接收中断；

（2）在接收中断中，我们每次从数据寄存器UART2->DR中读取一个字节，赋值到ReciveBuff；

（3）然后调用uart_GetStr函数，对当前输入字符进行处理；（即每一个输入调用一次处理函数）

（4）将uart_GetStr函数的返回值赋值给RT；

  INTERRUPT_HANDLER(UART2_RX_IRQHandler, )
 {

   /* Read one byte from the receive data register and send it back */

   ReciveBuff = (UART2_ReceiveData8() & 0x7F); //get input char

   RT = uart_GetStr(RxBuffer, TRUE); //operate the char

 }

interrupt

（5）在主函数里死等，直到RT的值变为1（表示有return发生，即一次输入完毕）；

（6）当RT=1时，主函数输出正确的输入字符串RxBuffer（这里可以实现更强大的功能，此处只是简单实现验证功能，可以对正确字符串做判断后实现更强大的功能）

 void main(void)
 {
   /* Clock configuration -----------------------------------------*/
   CLK_Config();  

   /* TIM4 configuration -----------------------------------------*/
   TIM4_Config();

   /* UART2 configuration -----------------------------------------*/
   UART2_Config(); 

   while(){
     printf("\n\rplease input something: \n\r");

     while(){ //wait until input something

       if(RT) // return occurred
       {
         RT = ; //clear flag

         printf("your put is:");
         printf("%s\n\r",RxBuffer); //verify the input

         /*-- operate the string --*/
         /*------------------------*/

         //memset(RxBuffer,0,32); //clear the buffer
         break; //operation finished
       }

     }

     /*-- or operate the string here --*/
     if(strcmp(RxBuffer, "Hello") == )
     { //case sensitive
       printf("\n\rHello World !!\n\r");
     }
     /*--------------------------------*/

   }

 }

main

• 说明：

这里的打印和上面的回显虽然都是输出到终端，但是不同的是，回显是为了让用户知道自己是在实时输入内容的，而打印是把用户本次输入的字符串处理之后再一并返回给终端，方便用户检查自己输入的内容；

　　如用户输入：ABCED'backspace''backspace'DE

　　在终端中实时回显的就是字符串：ABCED'backspace''backspace'DE

　　而打印的字符串是处理过后的字符串，为：ABCDE

把uart_GetStr的第二个参数分别设置为TRUE和FALSE后观察终端输入操作的不同，这样就能明白他们的不同了。