【开发教程9】ARM功能手机-串口实验教程

FutureX

( y5 f7 M, u5 `
" L! U. Q' O$ }- H; I

串口实验教程

——疯壳·开发板系列

图1
: t( h+ ^: x& W


第一节串口硬件电路

/ l& p, ]7 G. p串口通过USB口及手环下载调试线引出，连接mcu的P12与P13引脚，如下图所示：
* y' u* x3 K2 z

/ q5 T$ l* v6 d: a1 K) [- `图2
, a6 ^% r. w' a8 Z
/ {8 U% n) o9 q' ]

第二节 UART寄存器

2 S$ s4 q" |5 l' \2.1 UART介绍
    这个UART符合工业标准16550，并且可以和外围设备串行通信。主设备（CPU）通过APB总线将数据写进UART并且被转换成串行格式并且发送到目标设备。串行数据也可以通过UART被接收存储之后，主设备读取接收的数据。
UART模块不支持DMA，但是它有内部FIFOs，并且支持硬件流控制信号（RTS,CTS,DTR,DSR）。
UART模块有16字节的发送和接收FIFO；支持硬件流控制（CTS/RTS）；影子寄存器来减少软件开销并且有可编程的软件复位；发送寄存器为空的中断模式；IrDA 1.0 SIR模式支持低功耗模式；可编程的字节属性、校验位和停止位（1,1.5,2）；可以断开通信及检测通信线是否断开；中断优先级的识别；可编程的串行通信波特率。
2.2 UART寄存器
/ w7 [! F* }# k4 t7 eUART相关的寄存器比较多，所以我们只介绍常用的寄存器，其它的可以参考官方数据手册DA14580_DS_v3.1.pdf，位于目录：..\WT开发板\硬件资料。
2.2.1 接收缓冲寄存器
" @! @4 D! W8 M7 Y


, [2 R: V  F& ^0 n% C图3
% B$ G4 X2 X& M0 |4 p15:8位：保留不使用；
7:0位：接收缓存寄存器。
2.2.2 中断使能寄存器
+ K' d) {- a, Q7 X# \- a
8 U) Q5 q& O6 F6 u% p4 ?) S) S
" d8 o% |5 q. J$ E& I3 N
( _/ Q+ b/ f' b7 ~: T/ J) L图4
15:8位：保留不使用；
7位：发送空中断使能位；
6:4位：保留不使用；
' v; z* x3 @( k3位：调制状态中断使能位；
; H7 |  b" q, R  o3 b$ @2位：接收状态中断使能位；
1位：发送结束中断使能位；
0位：数据接收完使能位。
2.2.3 中断识别寄存器/FIFO控制寄存器
" V# f) P' v9 n+ I3 g

图5
( D4 _& e9 d7 P, S7 ?" N- r% T15:0位：写则为FIFO控制寄存器，读则为中断识别寄存器。
; {) s/ {; Z$ [6 B& i9 X/ d' b2.2.4 通信线控制寄存器
' i# X7 T9 e$ z# X

& I" p& ^/ C8 u( ~图6
15:8位：保留不使用；
7位：波特率使能位；
6位：停止控制位；
) v9 ^: E) X/ B0 P& {5位：保留不使用；
" C3 t8 _3 o: k4位：奇偶校验选择位；
/ Y, [, [8 u4 K4 T. o7 l, ^  {' }0 }3位：校验位；
7 K! W7 Y: o. ?+ b& r2位：停止位；
! x# _; I9 k+ [4 i0 m4 j, A2 v1:0位：数据长度。
9 E5 [: q" j' |+ a2.2.5 调制器控制寄存器

* T- m& Z9 \5 S: _* h' U+ X! H
- m. K# `0 S* X; X9 L

5 q1 q" T! F- F' Y4 C5 @图7
  N% h* o9 k& c  J15:7位：保留不使用；
6位：红外通信使能位；
) K( o; g5 b0 o5 P5位：自动流控制使能位；
" [+ N" {# s9 ?3 Q. f$ W. i, _2 n4位：回路位，用于测试；
  Z; j8 J: {4 ~# v* r" ^3位：用户指定输出2；
2位：用户指定输出1；
1位：发送请求；
0位：保留不使用。
2.2.6 通信线状态寄存器
3 ~: e& m3 \7 _4 s. j  }
% X7 v. J; P" r* y7 H' I; J


7 V' H$ d( C8 \: O; I1 K; {图8
15:8位：保留不使用；
7位：接收FIFO错误位；
9 ~; |& |8 c: q; E. P6位：发送器空位；
( h+ |* G4 c/ p+ o8 H! z4 Y( |/ E5位：发送保持寄存器空位；
4位：异常停止中断位；
3 N, F, T4 X  S) F9 N) O0 n3位：帧错误位；
2位：校验错误位；
1位：溢出错误位；
3 V6 ?% _! `7 g% I  K- ]5 ^: l7 ~0位：数据准备好位。
2.3 寄存器配置讲解
$ [* e0 n4 `, \1 _#define CLK_PER_REG                 (* ( volatile uint16*)0x50000004)
: x5 J  j8 M# \: X, y. p; G2 T. Q#define UART_RBR_THR_DLL_REG        (* ( volatile uint16*)0x50001000)
#define UART_IER_DLH_REG            (* ( volatile uint16*)0x50001004)
$ H+ j1 ?" T0 D6 B#define UART_IIR_FCR_REG             (* ( volatile uint16*)0x50001008)
3 H; W, \; A, S- X#define UART_LCR_REG                (* ( volatile uint16*)0x5000100C)
#define UART_MCR_REG               (* ( volatile uint16*)0x50001010)
2 f9 B/ t* v3 ~, m$ h#define UART_LSR_REG                (* ( volatile uint16*)0x50001014)
, v+ H# l: K. e: t1 e#define UART_MSR_REG               (* ( volatile uint16*)0x50001018)
#define UART_SCR_REG                (* ( volatile uint16*)0x5000101C)
启动UART1模块的时钟CLK_PER_REG |= 0x0080;
# i/ k, g# f3 `; {& k5 F2 W, x8 f2 u* M串口初始化寄存器配置：
  O% m  H6 A6 d$ g; C4 `8 |9 m首先使能波特率配置UART_LCR_REG = 0X08;
配置波特率UART_IER_DLH_REG = 0; UART_RBR_THR_DLL_REG = 9;
+ b, S9 s9 p- X8 b7 y( z0 ]2 d8位数据，无校验，1位停止位UART_LCR_REG = 0X03;
关闭红外通信功能UART_MCR_REG = 0X00;
使能FIFO， UART_IIR_FCR_REG = 0X01;
' u6 }; g6 Z6 S- v关闭中断UART_IER_DLH_REG = 0X00;
4 _2 b% Z6 a8 _接收一个字节，等待接收完成while((UART_LSR_REG&0x01)==0);读取接收数据rx_data = UART_RBR_THR_DLL_REG;
* \, F% e& j3 R* ~发送一个字节0x55，等待发送为空while((UART_LSR_REG&0x20)==0);填充发送数据UART_RBR_THR_DLL_REG = 0xaa;

" I9 c) W% {% k* b
% |+ d# \3 }6 r* @5 [+ j5 _
第三节 UART实验
实验需要使用的模块有：手机开发板底板，Jlink调试工具，USB转串模块、杜邦线、3.7V锂电池或Mocro USB线。
使用USB转串模块连接手机蓝牙串口，连接方式如下：
    (1)USB转串模块一端只需要使用杜邦线连接RXD、TXD、GND三个引脚，如下图所示：


* C" p0 ?- i; |" v图9
. c" j# a+ _/ F+ B (2)手机主控底板一端需要使用杜邦线连接左侧J7三个引脚，与USB转串模块的引脚一一对应（串口引脚交叉），分别为RXD-->TXD、TXD-->RXD、GND-->GND，如下图所示：

( e2 e5 s* r+ Z5 J
9 v4 D# ^' [$ \- L图10
% c% y/ I8 r: {$ i. j5 r使用JLINK通过杜邦线连接手机蓝牙，连接方式如下：
(1)JLINK一端只需要使用杜邦线连接JLINK的SWC、SWD、GND三个引脚，如下图所示：


1 b% F9 ~5 q  S( x6 }: U5 z图11
4 E, E/ @- [9 x6 `) d" }* W(2)手机蓝牙一端需要使用杜邦线连接上方右侧的J3三个引脚，与JLINK的连接引脚一一对应，分别为SWC-->SWCLK、SWD-->SWDIO、GND-->GND，如下图所示：


图12
将JLINK插上电脑的USB接口，连接好之后给手机主控底板供电，详细的介绍可以参考《如何上电》教程，路径为：..\WT_Mobile\0.从这里开始\0.开机测试。
打开串口实验的Keil工程uart.uvproj，位于目录：..\WT_Mobile\1.初级教程\DA14580\2_初级_串口\projects\target_apps\peripheral_examples\uart\Keil_5，如下图所示：
2 U# X1 T" q% x/ y' e( p; Y2 g2 Y

图13
+ k* \9 s( _! t& Z. I+ n打开串口调试助手连接串口，波特率为115200。在KEIL中，编译代码，点击DEBUG，然后点击全速运行，就可以看到串口调试助手打印出的信息，发送什么就返回什么，例如发送“WT Mobile Test!”就会返回“WT Mobile Test!”，如下图所示：


! k! e$ ]) K, ?3 b; o
$ X2 y, X  u% l5 d( `: g$ e" N
图14


图15

9 j0 s/ R: q* L  ~$ N; Z6 C* P- K; o( I
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串口是3根线，
一根发送，一根接收，还有一个是地线