【EK-RA6E2开发指南】UART实践

嵌入式大杂烩 2025-09-23 1897

描述

很多朋友在调试的时候，都喜欢使用串口来调试。毕竟简单嘛。

1 RT-Thread 的UART简介

UART和其他设备一样，应用程序通过统一的设备管理接口来访问串口硬件，相关接口如下所示：

函数	描述
rt_device_find()	查找设备
rt_device_open()	打开设备
rt_device_read()	读取数据
rt_device_write()	写入数据
rt_device_control()	控制设备
rt_device_set_rx_indicate()	设置接收回调函数
rt_device_set_tx_complete()	设置发送完成回调函数
rt_device_close()	关闭设备

关于API的详细描述请参看官网手册：

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/uart/uart_v1/uart

UART的主要步骤如下所示：

1.首先查找串口设备获取设备句柄。

2.配置串口参数。

3.初始化回调函数发送使用的信号量，然后以读写及中断接收方式打开串口设备。

4.设置串口设备的接收回调函数，之后发送字符串，并创建读取数据线程。

运行序列图如下图所示：

上述方式是基于中断实现的，当然也可使用DMA，目前UART驱动还不支持，待以后完善吧。

2 UART使用实例

笔者这里使用的是EK-RA6E2开发板，R7FA6E2BB3CFM的有2路串口，均通过引脚引出，SCI0已经用作调试口，因此笔者这里使用SCI9演示。

2.1 硬件电路

首先看下电路图：

Figure 2‑1 UART9硬件电路

SCI9使用的是P109和P110。

2.2 RA Smart Configurator配置UART

打开RA Smart Configurator，在配置界面里面依次打开“Pins->Peripherals->Connectivity:SCI->SCI9”配置SCI模块，配置为“Asynchronous UART”模式，并选择开发板所用的串口引脚，这里TX和RX分别接的是P109和P110引脚。

[]()Figure 2‑2 串口引脚设置

接下来就是添加串口stack。

[]()Figure 2‑3 添加串口stack步骤

接下来需要配置串口的参数。

[]()Figure 2‑4 串口参数设置

这里可以设置串口的参数，我这里设置串口的变量名、通道以及相应的回调函数，SCI的编号和Channel编号是一一对应的，因此需要设置为0，回调函数依据C语言命名规范任意编译一个就行。

RT-Thread配置

只需要简单配置就可使用，当然也可使用其他串口。

2.4 代码实现

首先通过uart9设备来实现简单的发送。

#define LED1_PIN    BSP_IO_PORT_02_PIN_07 /* Onboard LED1 pins */
#define LED2_PIN    BSP_IO_PORT_04_PIN_00 /* Onboard LED2 pins */

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart9"    /* 串口设备名称 */
static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
char str[] = "hello RT-Thread!rn";

void hal_entry(void)
{
    /* 查找串口设备 */
    serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

    rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_RX_NON_BLOCKING | RT_DEVICE_FLAG_TX_BLOCKING); // 串口设备使用模式为 (发送阻塞 接收非阻塞) 模式
    /* 发送字符串 */
    rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

    while (1)
    {
        rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(500);
        rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}

将UART9接到USB转TTL上。编译下载程序，打印信息如下。

接下将通过消息队列不断接收数据。

#include < rtthread.h >
#include < rtdevice.h >

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart9"      /* 串口设备名称 */

/* 串口接收消息结构 */
struct rx_msg
{
    rt_device_t dev;
    rt_size_t size;
};
/* 串口设备句柄 */
static rt_device_t serial;
/* 消息队列控制块 */
static struct rt_messagequeue rx_mq;
 
/* 接收数据回调函数 */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    struct rx_msg msg;
    rt_err_t result;
    msg.dev = dev;
    msg.size = size;
 
    result = rt_mq_send(&rx_mq, &msg, sizeof(msg));
    if (result == -RT_EFULL)
    {
        /* 消息队列满 */
        rt_kprintf("message queue full!n");
    }
    return result;
}
 
static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    struct rx_msg msg;
    rt_err_t result;
    rt_uint32_t rx_length;
    static char rx_buffer[1024 + 1];
 
    while (1)
    {
        rt_memset(&msg, 0, sizeof(msg));
        /* 从消息队列中读取消息 */
        result = rt_mq_recv(&rx_mq, &msg, sizeof(msg), RT_WAITING_FOREVER);
        rt_kprintf("recv result = %d rn",result);
        if (result > 0)
        {
            /* 从串口读取数据 */
            rx_length = rt_device_read(msg.dev, 0, rx_buffer, msg.size);
            rx_buffer[rx_length] = '�';
            /* 通过串口设备 serial 输出读取到的消息 */
            rt_device_write(serial, 0, rx_buffer, rx_length);
            /* 打印数据 */
            rt_kprintf("%sn",rx_buffer);
        }
    }
}
 
static int uart_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    char uart_name[RT_NAME_MAX];
    static char msg_pool[1024];
    char str[] = "hello RT-Thread!rn";
 
    if (argc == 2)
    {
        rt_strncpy(uart_name, argv[1], RT_NAME_MAX);
    }
    else
    {
        rt_strncpy(uart_name, SAMPLE_UART_NAME, RT_NAME_MAX);
    }
 
    /* 查找串口设备 */
    serial = rt_device_find(uart_name);
    if (!serial)
    {
        rt_kprintf("find %s failed!n", uart_name);
        return RT_ERROR;
    }
 
    /* 初始化消息队列 */
    rt_mq_init(&rx_mq, "rx_mq",
               msg_pool,                 /* 存放消息的缓冲区 */
               sizeof(struct rx_msg),    /* 一条消息的最大长度 */
               sizeof(msg_pool),         /* 存放消息的缓冲区大小 */
               RT_IPC_FLAG_FIFO);        /* 如果有多个线程等待，按照先来先得到的方法分配消息 */
 
    /* 接收及轮询发送方式打开串口设备 */
    rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_RX_NON_BLOCKING | RT_DEVICE_FLAG_TX_BLOCKING);
    /* 设置接收回调函数 */
    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);
    /* 发送字符串 */
    rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));
    /* 创建 serial 线程 */
    rt_thread_t thread = rt_thread_create("serial", serial_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10);
    /* 创建成功则启动线程 */
    if (thread != RT_NULL)
    {
        rt_thread_startup(thread);
    }
    else
    {
        ret = RT_ERROR;
    }
 
    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(uart_sample, uart device sample);

编译下载，调试信息如下：

从以上打印信息可以看出，串口9已经使能，然后使用MSH命令‘uart_sample’即可使能串口线程。

使能串口线程后，串口9将打印‘hello RT-Thread’，用户也可通过串口9发送数据到开发板，发送信息后，调试终端即可看到串口9发送的数据。

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