大家好,我是ST。
今天主要和大家聊一聊,如何使用串口进行通信的方法。
第一:串口的基本简介
串口又叫做串行接口,通常叫做COM接口,串行接口指的是数据一个一个的顺序传输,通信线路简单。使用两条线即可实现双向通信,一条用于发送,一条用于接收。
UART作为串口的一种,其工作原理也是将数据一位一位的进行传输,发送和接收各用一条线,因此通过 UART 接口与外界相连最少只需要三条线:TXD(发送)、RXD(接收)和 GND(地线)。
各个为含义如下:
空闲位:数据线在空闲状态的时候为逻辑“1”状态,也就是高电平,表示没有数据线空闲,没有数据传输。
起始位:当要传输数据的时候先传输一个逻辑“0”,也就是将数据线拉低,表示开始数据传输。
数据位:数据位就是实际要传输的数据,数据位数可选择 5~8 位,我们一般都是按照字节传输数据的,一个字节 8 位,因此数据位通常是 8 位的。低位在前,先传输,高位最后传输。
奇偶校验位:这是对数据中“1”的位数进行奇偶校验用的,可以不使用奇偶校验功能。停止位:数据传输完成标志位,停止位的位数可以选择 1 位、1.5 位或 2 位高电平,一般都选择 1 位停止位。
波特率:波特率就是 UART 数据传输的速率,也就是每秒传输的数据位数,一般选择 9600、19200、115200 等。
第二:UART的特点
①、兼容 TIA/EIA-232F 标准,速度最高可到 5Mbit/S。
②、支持串行 IR 接口,兼容 IrDA,最高可到 115.2Kbit/s。
③、支持 9 位或者多节点模式(RS-485)。
④、1 或 2 位停止位。
⑤、可编程的奇偶校验(奇校验和偶校验)。
⑥、自动波特率检测(最高支持 115.2Kbit/S)。
接下来看一下UART几个重要的寄存器,第一个就是 UART 的控制寄存器 1,即UARTx_UCR1(x=1~8)。
第二个寄存器UARTx_UFCR、UARTx_UBIR和UARTx_UBMR,寄存器UARTx_UFCR中要用的是位RFDIV(bit9:7),用来设置参考
通过这三个寄存器可以设置UART的波特率,波特率的计算公式为:
Ref Freq:经过分频以后进入 UART 的最终时钟频率。
UBMR:寄存器 UARTx_UBMR 中的值。
UBIR:寄存器 UARTx_UBIR 中的值。
通过 UARTx_UFCR 的 RFDIV 位、UARTx_UBMR 和 UARTx_UBIR 这三者的配合即可得
到我们想要的波特率。比如现在要设置 UART 波特率为 115200,那么可以设置 RFDIV 为
5(0b101),也就是 1 分频,因此 Ref Freq=80MHz。设置 UBIR=71,UBMR=3124,根据上面的
公式可以得到:
第三:UART的配置步骤
1、设置 UART1 的时钟源
设置 UART 的时钟源为 pll3_80m,设置寄存器 CCM_CSCDR1 的 UART_CLK_SEL 位为 0
即可。
2、初始化 UART1
初始化 UART1 所使用 IO,设置 UART1 的寄存器 UART1_UCR1~UART1_UCR3,设置内
容包括波特率,奇偶校验、停止位、数据位等等。
4、使能 UART1
UART1 初始化完成以后就可以使能 UART1 了,设置寄存器 UART1_UCR1 的位 UARTEN
为 1。
5、编写 UART1 数据收发函数
编写两个函数用于 UART1 的数据收发操作。
第四:代码基本实现
先实现串口的头文件的基写法:
#ifndef _BSP_UART_H #define _BSP_UART_H //函数声明 void uart_init(void); void uart_to_init(void); void uart_disable(UART_Type *base); void uart_enable((UART_Type *base); #endif
函数声明中,继续编写对应的源文件内容:
#include "uart.h" //初始化串口1,波特率为115200 void uart_init(void) { //初始化串口IO uart_io_init(); /* 2、初始化 UART1 */ uart_disable(UART1); /* 先关闭 UART1 */ uart_softreset(UART1); /* 软件复位 UART1 */ UART1->UCR1 = 0; /* 先清除 UCR1 寄存器 */ UART1->UCR1 &= ~(1<<14); /* 关闭自动波特率检测 */ /* * 设置 UART 的 UCR2 寄存器,设置字长,停止位,校验模式,关闭硬件流控 * bit14: 1 忽略 RTS 引脚 * bit8: 0 关闭奇偶校验 * bit6: 0 1 位停止位 * bit5: 1 8 位数据位 * bit2: 1 打开发送 * bit1: 1 打开接收 */ UART1->UCR2 |= (1<<14) | (1<<5) | (1<<2) | (1<<1); UART1->UCR3 |= 1<<2; /* UCR3 的 bit2 必须为 1 */ /* * 设置波特率 * 波特率计算公式:Baud Rate = Ref Freq / (16 * (UBMR + 1)/(UBIR+1)) * 如果要设置波特率为 115200,那么可以使用如下参数: * Ref Freq = 80M 也就是寄存器 UFCR 的 bit9:7=101, 表示 1 分频 * UBMR = 3124 * UBIR = 71 * 因此波特率= 80000000/(16 * (3124+1)/(71+1)) * = 80000000/(16 * 3125/72) * = (80000000*72) / (16*3125) * = 115200 */ UART1->UFCR = 5<<7; /* ref freq 等于 ipg_clk/1=80Mhz */ UART1->UBIR = 71; UART1->UBMR = 3124; #if 0 uart_setbaudrate(UART1, 115200, 80000000); /* 设置波特率 */ #endif uart_enable(UART1); /* 使能串口 */ }
总结:实现串口的基本功能,对后面利用串口来调试程序,具有重要的实践意义。
审核编辑:汤梓红
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