Cortex-M3学习日志（四） -- UART0实验

LPC1768含有4 个符合16C550工业标准的异步串口UATR0-UART3，其中UART1具有标准的MODEM接口和RS-485/EIA-485接口模式。串口通讯接口是连接计算机、终端、通讯控制器等设备之间的物理接口。它实行的最成功的标准是RS232。至于RS232的标准是什么样的，这里不在总结了，如果哪位有兴趣可以上网查一下维基百科。RS-485是后期出现的一个传输标准，关于它们的特性，下面列表总结一下：

RS-232特性	RS-485特性
最高速率约为20kb/s	与TTL电平兼容
传输最大距离约为15m	传输距离实际达1200m
共模抑制比能力差	共模抑制比能力强

UATR0/2/3可以工作在UART模式下，也可以工作在IrDA模式下， IrDA是红外数据组织（Infrared Data Association）的简称，目前广泛采用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。到目前为止，全球采用IrDA技术的设备超过了5000万部。 IrDA已经制订出物理介质和协议层规格，以及2个支持IrDA标准的设备可以相互监测对方并交换数据。初始的IrDA1.0 标准制订了一个串行，半双工的同步系统，传输速率为2400bps到115200bps，传输范围1 m，传输半角度为15度到30度。最近IrDA扩展了其物理层规格使数据传输率提升到4Mbps。IrDA数据协议由物理层，链路接入层和链路管理层三个基本层协议组成，另外，为满足各层上的应用的需要，IrDA栈支持IrLAP, IrLMP, IrIAS, IrIAP, IrLPT, IrCOMM, IrOBEX和IrLAN等。IrDA的优点是成本低，体积小、功耗低，数据传输干扰小等。关于IrDA的协议与应用这里暂时先不总结，后续学习中会再慢慢涉及到，届时将做深入研究。UATR1具有MODEM接口，能过该接口可以接入电话网络，实现远距离通讯。至于怎么通讯，这里也暂时不总结，因为这一块懒猫也没有深入研究。

关于串口的配置主要涉及到引脚的配置，波特率的配置，帧格式的设置及FIFO设置等。涉及到的寄存器主要有接收缓冲寄存器，它包含即将读取的接收数据。发送保持寄存器，它主要是用来写入发送数据的，中断使能寄存器IER，若是用到中断接收或发送时需配置些寄存器，与之相关联的寄存器还有中断标志寄存器IIR。还有FIFO控制寄存器FCR，它是用来配置先进先出相关的东东的。线控制寄存器LCR，这个寄存器主要就是用来设置帧格式的，与这个寄存器相关联的寄存器是线状态寄存器LSR，用来读取帧格式状态的寄存器。当然还有缓存寄存器SCR，这个与串口操作关系不大。还有自动波特率控制器ACR，配置程序自适应波特率的。还有IrDA控制寄存器，它与红外发送与接收有关。小数分频寄存器FDR，它是波特率配置有关。传输使能寄存器TER，如果这个寄存器的TXEN配置为1，刚只要缓存中有有效数据，就可以通过发送引脚把数据发送出去。还有一个寄存器FIFO等级寄存器FIFOLVL，它是个只读寄存器，用来读取当前FIFO等级状态。

此次实验我是用查询方式发送字符到串口，所以很大寄存器没有用到，关于寄存器的详细说明可以参考LPC1768的数据手册，这里就不再照搬手册了。下面简单说一下这次实验电路图，主要是一个按键，8个LED灯，还有串口0，功能就是按一下按键亮一个灯，等全亮时，再按按键灯全来，然后再按按键时第按一下点亮一个，循环往复，同时哪个灯亮，就发送字符“Led  X  on”，下面是这次实验的电路图：

图 1-1 实验电路图

下面简单说一下这个软件，软件主要分为两大部分，一个是关于串口配置及常用的函数，另一个就是主LED点灯程序，分别在UART.C与MAIN.C两个源文件中，下面把部分代码帖出来，完整部分请参阅附件：

（1）uart.c源文件

/*********************************************************************************
 文件名称：uart.c
 功    能: 与串口相关的一些函数
 编译环境: MDKV4.12
 时    钟: 外部12Mhz
 日    期: 11/08/19
 作    者: 懒猫爱飞
 备    注：NULL
 ---------------------------------------------------------------------------------
 修改内容：NULL
 修改日期：XXXX年xx月xx日      xx时xx分
 修改人员：xxx xxx xxx

**********************************************************************************/
#include "includes.h"

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：uint32_t UARTInit( uint32_t PortNum, uint32_t baudrate )
 * 函数功能 : 串口初始化
 * 入口参数 : uint32_t PortNum  -- 端口号（0、1）
 *            uint32_t baudrate -- 波物率
 * 出口参数 : 返回真或假
 * 备    注 ：如果中断句柄没有建立在向量表中则返回false
 *******************************************************************************/
void UARTInit( uint32_t PortNum, uint32_t baudrate )
{
  uint32_t Fdiv;

   )
  {
    PINCON->PINSEL0 |= ( << );             /* Pin P0.2 -- TXD0 (Com0) */
    PINCON->PINSEL0 |= ( << );             /* Pin P0.3 -- RXD0 (Com0) */

      UART0->LCR  = 0x83;                       /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
    Fdiv = (SystemFrequency// ) / baudrate;/* 设置波特率 */
    UART0->DLM  = Fdiv / ;
    UART0->DLL  = Fdiv % +;
    UART0->LCR  = 0x03;                       /* 锁定波特率  */
    UART0->FCR  = 0x07;                       /* 串口先进先出控制寄存器设置*/

  }
   )
  {
    PINCON->PINSEL4 |= (<<);                /* Pin P2.0 -- TXD1 (Com1)*/
       PINCON->PINSEL4 |= (<<);                /* Pin P2.1 -- RXD1 (Com1)*/

    UART1->LCR = 0x83;                          /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
    Fdiv = (SystemFrequency//)/ baudrate ; /* 设置波特, Fpclk: 18MHz */
    UART1->DLM = Fdiv/;
    UART1->DLL = (Fdiv%)+;
    UART1->LCR = 0x03;                           /* DLAB = 0 */
    UART1->FCR = 0x07;                           /* 使能TX与 RX 并初始化FIFO. */

  }
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void UARTSend( uint32_t portNum, uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length )
 * 函数功能 : 从串口发送一串数据
 * 入口参数 : uint32_t PortNum   -- 端口号（0、1）
 *            uint8_t *BufferPtr -- 缓冲指针
 *               uint32_t Length    -- 数据长度
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void UARTSend( uint32_t portNum, uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length )
{
   )
  {
     )
    {
      while ( !(UART0->LSR & 0x20) );     /* 检测串口状态，是否包含有效数据 */
      UART0->THR = *BufferPtr;           /* 输出数据 */
      BufferPtr++;                       /* 指向下一个数据 */
      Length--;                          /*  数据长度减1 */
    }

  }
  else
  {
     )
    {
      while ( !(UART1->LSR & 0x20));    /* 检测串口状态，是否包含有效数据 */
      UART1->THR = *BufferPtr;            /* 输出数据 */
      BufferPtr++;                        /* 指向下一个数据 */
      Length--;                            /*  数据长度减1 */
    }

  }
  return;
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：int UART0_SendByte (int ucData)
 * 函数功能 : 串口0发送数据
 * 入口参数 : int ucData - 要发送的数据
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
int UART0_SendByte (int ucData)
{
    while (!(UART0->LSR & 0x20));
    return (UART0->THR = ucData);
}
/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void UART0_SendString (unsigned char *s)
 * 函数功能 : 串口0发送字符串
 * 入口参数 : unsigned char *s -- 要发送的字符串
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void UART0_SendString (unsigned char *s)
{
      while (*s != '\0')
    {
           UART0_SendByte(*s++);
    }
}
/******************************************************************************
**                            End Of File
******************************************************************************/

（2）main.c源文件

 /*********************************************************************************
 工程名称：lesson4
 功    能: 学习使用LPC1768的串口通讯
 编译环境: MDKV4.12
 时    钟: 外部12Mhz
 日    期: 11/08/19
 作    者: 懒猫爱飞
 版本  号：V1R0
 ---------------------------------------------------------------------------------
 修改内容：NULL
 修改日期：
 修改人员：
 ---------------------------------------------------------------------------------

**********************************************************************************/

/*********************************************************************************
 文件名称：mian.c
 功    能: 主要调度函数及应用函数
 编译环境: MDKV4.12
 时    钟: 外部12Mhz
 日    期: 11/08/19
 作    者: 懒猫爱飞
 备    注：NULL
 ---------------------------------------------------------------------------------
 修改内容：NULL
 修改日期：XXXX年xx月xx日      xx时xx分
 修改人员：xxx xxx xxx

**********************************************************************************/
#include"includes.h"

volatile unsigned long SysTickCnt;                   /* 用于系统时钟计数 */

unsigned char LedOnMeg[] = "Led 1 On!\r\n";
unsigned char LedOffMeg[] = "Led all Off!\r\n";
unsigned char KeyMeg[] = "key push down \r\n";
unsigned ] = {
                                "**********************************************\r\n",
                                "****             --欢迎光临--             ****\r\n",
                                "**** 小野兽的小草窝^_^                    ****\r\n",
                                "**** http://blog.ednchina.com/ytfdhb/     ****\r\n",
                                "**** 我是懒猫爱飞，我的口号是：           ****\r\n",
                                "**** 每天进步一点点，开心多一点^_^        ****\r\n",
                                "**********************************************\r\n"
                                };

unsigned ;              /* 按键状态 */
unsigned ;               /* 按键当前状态值 */
unsigned ;               /* 按键前一个状态值 */
unsigned ;

unsigned ;        /* 状态计数 */

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void SysTick_Handler (void)
 * 函数功能 : 系统节拍定时器中断函数，每1ms计数一次
 * 入口参数 : 无
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void SysTick_Handler (void)
{
  SysTickCnt++;
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void Delay (unsigned long tick)
 * 函数功能 : 毫秒级延时函数
 * 入口参数 : unsigned long tick -- 延时时长
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void DelayMs (unsigned long tick)
{
  unsigned long systickcnt;

  systickcnt = SysTickCnt;
  while ((SysTickCnt - systickcnt) < tick);
}
/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void PortInit(void)
 * 函数功能 : 端口初始化
 * 入口参数 : 无
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void PortInit(void)
{
   GPIO1->FIODIR = 0xB0000000;           /* LEDs on PORT1 defined as Output    */
   GPIO2->FIODIR = 0x0000007C;           /* LEDs on PORT2 defined as Output    */
   LedAllOff();                             /* 初始化时熄灭所有的灯 */
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void KeyScan(void)
 * 函数功能 : 按键扫描
 * 入口参数 : 无
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：现在只扫描一个按键
 *******************************************************************************/
void KeyScan()
{
    key_pre = KEY_EN ;
    if(!KEY_EN )                      /* 如果按键按下 */
    {
        if(key_old)
        {
            )         /* 下降沿有效 */
            {
             key_sta = ;            /* 记录按键状态 */
            }
        }
    }
    key_old = key_pre;
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：void KeyHandle(void)
 * 函数功能 : 按键处理函数
 * 入口参数 : 无
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
void KeyHandle(void)
{
    )
    {
        StepCnt++;                        /* 执行下一步*/
        )
        {
            UART0_SendString (LedOffMeg); /* 显示LED状态信息 */
        }
         )
        {
            LedOnMeg[] = StepCnt+0x30;       /* 转换成字符 */
            UART0_SendString (LedOnMeg);      /* 显示LED状态信息 */
        }
        key_sta = ;                     /* 按键状态清零，保证只执行一次 */
    }
}
void LedHandle()
{
    switch(StepCnt)
    {
        :Led1On();   /* LED1 点亮*/
               break;
        :Led2On();   /* LED2 点亮*/
               break;
        :Led3On();   /* LED3 点亮*/
               break;
        :Led4On();   /* LED4 点亮*/
               break;
        :Led5On();   /* LED5 点亮*/
               break;
        :Led6On();   /* LED6 点亮*/
               break;
        :Led7On();   /* LED7 点亮*/
               break;
        :Led8On();   /* LED8 点亮*/
               break;
        :LedAllOff();    /* 熄灭所有的LED灯*/
               StepCnt = ;    /* 重新开始 */
               break;
        default:break;
    }
}

/********************************************************************************
 * 函数名称 ：int main(void)
 * 函数功能 : 主函数
 * 入口参数 : 无
 * 出口参数 : 无
 * 备    注 ：无
 *******************************************************************************/
int main(void)
{
    unsigned ;
    SystemInit();       /* 系统初始化，函数在system_LPC17xx.c文件夹中定义 */
    SysTick_Config(SystemFrequency/ - );/* 配置节拍定时器中断，每1ms中断一次 */ 

    PortInit();                              /* 端口初始化 */

    UARTInit(,);                         /* 设置串口0波特率 */
    ;i<;i++)
    {
        UARTSend(,OpenString[i],);        /* 发送欢迎信息 */
    }
//LedOnMeg[4] = 4+0x30;                    /* 转换成字符 */
//UART0_SendString (KeyMeg);
    )
    {
      KeyScan();   // 按键扫描
      KeyHandle(); // 按键处理
      LedHandle(); // Led处理程序
    }
}

程序不是太难，只是简单的实验，各个部分都有详细的注释，这里不在总结，下面是挨靠结果串口调试助手截图：

图 1-2 串口助手截图

好了，先总结到这吧，最近手头上的事有点多，所以写日志的时间就有点紧张，不过，工作归工作，该学习的东东还是要坚持学习的，没有足够的时间，那就见缝插针的学吧。最后再来吼一下懒猫的口号，来鼓励一下自己：