Cortex-M3学习日志（四） -- UART0实验
0赞又有好几天没有更新博客了，可能真是的比较忙吧，也许更可能的是懒吧，毕竟，懒猫名字中就有一个懒字嘛，好了，还是不胡扯了，这几天抽空弄了一下LPC1768的串口功能，只是简单的测试，下现先简单总结一下LPC1768串口。
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：
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RS-232特性 |
RS-485特性 |
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最高速率约为20kb/s |
与TTL电平兼容 |
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传输最大距离约为15m |
传输距离实际达1200m |
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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
#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;
if ( PortNum == 0 )
{
PINCON->PINSEL0 |= (1 << 4); /* Pin P0.2 -- TXD0 (Com0) */
PINCON->PINSEL0 |= (1 << 6); /* Pin P0.3 -- RXD0 (Com0) */
UART0->LCR = 0x83; /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
Fdiv = (SystemFrequency/4/ 16) / baudrate;/* 设置波特率 */
UART0->DLM = Fdiv / 256;
UART0->DLL = Fdiv % 256+1;
UART0->LCR = 0x03; /* 锁定波特率 */
UART0->FCR = 0x07; /* 串口先进先出控制寄存器设置*/
}
else if ( PortNum == 1 )
{
PINCON->PINSEL4 |= (1<<1); /* Pin P2.0 -- TXD1 (Com1)*/
PINCON->PINSEL4 |= (1<<3); /* Pin P2.1 -- RXD1 (Com1)*/
UART1->LCR = 0x83; /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
Fdiv = (SystemFrequency/4/16)/ baudrate ; /* 设置波特, Fpclk: 18MHz */
UART1->DLM = Fdiv/256;
UART1->DLL = (Fdiv%256)+1;
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 )
{
if ( portNum == 0 )
{
while ( Length != 0 )
{
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 ( Length != 0 )
{
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++);
}
}
（2）、 main.c源文件
#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 char OpenString[][50] = {
"**********************************************\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 int key_sta = 0; /* 按键状态 */
unsigned int key_pre = 1; /* 按键当前状态值 */
unsigned int key_old = 1; /* 按键前一个状态值 */
unsigned int led_flag = 0;
unsigned int StepCnt = 0; /* 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)
{
if(key_pre == 0) /* 下降沿有效 */
{
key_sta = 1; /* 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)
{
if(key_sta == 1)
{
StepCnt++; /* 执行下一步*/
if(StepCnt == 9)
{
UART0_SendString (LedOffMeg); /* 显示LED状态信息 */
}
if(StepCnt < 9)
{
LedOnMeg[4] = StepCnt+0x30; /* 转换成字符 */
UART0_SendString (LedOnMeg); /* 显示LED状态信息 */
}
key_sta = 0; /* 按键状态清零，保证只执行一次 */
}
}
void LedHandle()
{
switch(StepCnt)
{
case 1:Led1On(); /* LED1 点亮*/
break;
case 2:Led2On(); /* LED2 点亮*/
break;
case 3:Led3On(); /* LED3 点亮*/
break;
case 4:Led4On(); /* LED4 点亮*/
break;
case 5:Led5On(); /* LED5 点亮*/
break;
case 6:Led6On(); /* LED6 点亮*/
break;
case 7:Led7On(); /* LED7 点亮*/
break;
case 8:Led8On(); /* LED8 点亮*/
break;
case 9:LedAllOff(); /* 熄灭所有的LED灯*/
StepCnt = 0; /* 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 int i = 0;
SystemInit(); /* 系统初始化，函数在system_LPC17xx.c文件夹中定义 */
SysTick_Config(SystemFrequency/1000 - 1);/* 配置节拍定时器中断，每1ms中断一次 */
PortInit(); /* 端口初始化 */
UARTInit(0,19200); /* 设置串口0波特率 */
for(i=0;i<7;i++)
{
UARTSend(0,OpenString[i],50); /* 发送欢迎信息 */
}
//LedOnMeg[4] = 4+0x30; /* 转换成字符 */
//UART0_SendString (KeyMeg);
while(1)
{
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：
每天进步一点点，开心多一点^_^
SW.rar(程序源代码，注意：这个用的是英蓓特的开发板，开发环境是MDK4.2)
