LPC1343串口學(xué)習(xí)

本節(jié)我們來(lái)使用LPC1343的UART接口做一個(gè)簡(jiǎn)單的收發(fā)實(shí)驗(yàn)。

大家之前應(yīng)該都有使用51或AVR一類(lèi)單片機(jī)做過(guò)異步串行收發(fā)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然串口在電子開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用地位就無(wú)需多言。我們直接進(jìn)入主題。

本次試驗(yàn)這樣設(shè)計(jì)，用PC作為上位機(jī)向UART發(fā)送一個(gè)（串）字節(jié)，然后LPC1343收到這個(gè)（串）字節(jié)后再發(fā)回UART,在PC上的串口觀察軟件顯示出來(lái)。

我們來(lái)看NXP帶給我們的UART例程來(lái)看看UART的設(shè)置以及工作過(guò)程。首先是主函數(shù)：
int main (void)
{
UARTInit(115200);//初始化UART接口并設(shè)置為波特率115200，NVIC也在內(nèi)一并設(shè)置
while (1)
{
if ( UARTCount != 0 )
{
LPC_UART->IER = IER_THRE | IER_RLS;
UARTSend( (uint8_t *)UARTBuffer, UARTCount );//發(fā)送數(shù)據(jù)
UARTCount = 0;

LPC_UART->IER = IER_THRE | IER_RLS | IER_RBR;
}
}
}

從主函數(shù)就可以看到本次例程的目的了：初始化UART——一旦接收到數(shù)據(jù)之后立即停止接收——發(fā)送——開(kāi)啟下一次接收。最重要的當(dāng)然是初始化函數(shù)UARTInit()：

void UARTInit(uint32_t baudrate)
{
uint32_t Fdiv;
uint32_t regVal;

UARTTxEmpty = 1;
UARTCount = 0;

NVIC_DisableIRQ(UART_IRQn); //關(guān)閉UART中斷，避免此后的初始化有中斷打斷
LPC_IOCON->PIO1_6 &= ~0x07;
LPC_IOCON->PIO1_6 |= 0x01;
LPC_IOCON->PIO1_7 &= ~0x07;
LPC_IOCON->PIO1_7 |= 0x01;

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<12);
LPC_SYSCON->UARTCLKDIV = 0x1;

LPC_UART->LCR = 0x83;
regVal = LPC_SYSCON->UARTCLKDIV;
Fdiv=(((SystemCoreClock*LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDIV)/regVal)/16)
//baudrate ;

LPC_UART->DLM = Fdiv / 256; //寫(xiě)入波特率計(jì)算值高位
LPC_UART->DLL = Fdiv % 256; //寫(xiě)入波特率計(jì)算值低位
LPC_UART->LCR = 0x03;
LPC_UART->FCR = 0x07;

regVal = LPC_UART->LSR;

while (( LPC_UART->LSR & (LSR_THRE|LSR_TEMT)) != (LSR_THRE|LSR_TEMT) );
while ( LPC_UART->LSR & LSR_RDR )
{
regVal = LPC_UART->RBR;
}


NVIC_EnableIRQ(UART_IRQn);

#if TX_INTERRUPT //是否使用發(fā)送中斷，本次例程使用
LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_THRE | IER_RLS;
#else //所以執(zhí)行此else
LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_RLS;

#endif
return;
}

打星號(hào)的地方是筆者認(rèn)為比較值得關(guān)注的地方：
1、UART的IO口設(shè)置，根據(jù)上述函數(shù)中的語(yǔ)句查找相關(guān)寄存器，可以發(fā)現(xiàn)它將P16、P17設(shè)置為：UART_RXD和UART_TXD功能；
2、選擇UART時(shí)鐘分頻數(shù)，此處1分頻，和波特率設(shè)置有直接關(guān)系；
3、選擇數(shù)據(jù)格式，此處選擇數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8位，無(wú)校驗(yàn)，1位停止位，并開(kāi)啟除數(shù)鎖存；
4、除數(shù)鎖存器：分為L(zhǎng)SB（8位）和MSB（8位），用來(lái)填入對(duì)應(yīng)某波特率的計(jì)數(shù)值，更改之前解除鎖定，更改完畢恢復(fù)鎖定，這樣就可以鎖定波特率了（可以這樣簡(jiǎn)單的理解）；
5、計(jì)算波特率，此處是重點(diǎn)了。首先我們肯定知道系統(tǒng)核心頻率為72MHz，即SystemCoreClock=72 000 000（參考本系列前幾章內(nèi)容）。而UART作為AHB總線上的設(shè)備，自然要經(jīng)過(guò)AHB分頻器，在此處，AHB分頻系數(shù)并未做過(guò)特別設(shè)置，所以為默認(rèn)值1。時(shí)鐘經(jīng)過(guò)AHB分頻之后要經(jīng)過(guò)UART分頻器進(jìn)行再分頻，分頻系數(shù)仍為1（第2點(diǎn)）。因此我們來(lái)計(jì)算這個(gè)公式：
Fdiv = (((SystemCoreClock*LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDIV)/regVal)/16)/baudrate
其中SystemCoreClock=72000000，LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDI=1，regVal=1，baudrate=115200，所以可以計(jì)算出:
Fdiv=39.0625≈0x27
這個(gè)便是產(chǎn)生115200波特率所要填入除數(shù)鎖存器的值。逆過(guò)來(lái)就可以計(jì)算出計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)的波特率。
6、線狀態(tài)寄存器（下文稍加講述）是以讀操作來(lái)清空的；
其實(shí)這個(gè)函數(shù)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，只需要填入想要產(chǎn)生的波特率作為函數(shù)參數(shù)就可以完成LPC1343的UART初始化以及波特率設(shè)定工作。
設(shè)定完成之后，UART就開(kāi)始工作了，因?yàn)槌跏蓟瘮?shù)里面開(kāi)啟了“啟用緩存數(shù)據(jù)可用中斷、線狀態(tài)中斷”所以當(dāng)有數(shù)據(jù)從上位機(jī)向UART發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)：
void UART_IRQHandler(void)
{
uint8_t IIRValue, LSRValue;
uint8_t Dummy = Dummy;
IIRValue = LPC_UART->IIR;
IIRValue >>= 1;
IIRValue &= 0x07;
if (IIRValue == IIR_RLS)
{
LSRValue = LPC_UART->LSR;

if (LSRValue & (LSR_OE | LSR_PE | LSR_FE | LSR_RXFE | LSR_BI))
{

UARTStatus = LSRValue;
Dummy = LPC_UART->RBR;

return;
}
if (LSRValue & LSR_RDR)
{

UARTBuffer[UARTCount++] = LPC_UART->RBR;
if (UARTCount == BUFSIZE)
{
UARTCount = 0;
}
}
}
else if (IIRValue == IIR_RDA)
{

UARTBuffer[UARTCount++] = LPC_UART->RBR;
if (UARTCount == BUFSIZE)
{
UARTCount = 0;
}
}
else if (IIRValue == IIR_CTI)
{

UARTStatus |= 0x100;
}
else if (IIRValue == IIR_THRE)
{

LSRValue = LPC_UART->LSR;
if (LSRValue & LSR_THRE)
{
UARTTxEmpty = 1;
}
else
{
UARTTxEmpty = 0;
}
}
return;
}
這個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)是一個(gè)if…else if….else if結(jié)構(gòu)。在進(jìn)入此中斷服務(wù)函數(shù)后，讀取

中斷標(biāo)識(shí)寄存器判斷中斷源，選擇進(jìn)入相應(yīng)的if環(huán)節(jié)執(zhí)行相應(yīng)語(yǔ)句。我們看看UART都有哪些中斷。第一個(gè)是RLS，Receive Line Status即接收線中斷：
可以在用戶手冊(cè)查看到接受線中斷分別有以下多種：
RDR ：Receiver Data Ready，接受數(shù)據(jù)就緒中斷；
OE：Overrun Error，即溢出錯(cuò)誤中斷；
PE:Parity Error，校驗(yàn)錯(cuò)誤中斷；
FE:Framing Error，幀錯(cuò)誤中斷；
BI:Break Interrupt，間隔狀態(tài)中斷；
THRE：Transmitter Holding Register Empty，發(fā)送保持寄存器空中斷；
TEMP：Transmitter Empty，發(fā)送保持寄存器與臨時(shí)寄存器空中斷；
RXFE：Error in RX FIFO，RX錯(cuò)誤中斷；
對(duì)照上述中斷服務(wù)函數(shù)第一個(gè)if部分，當(dāng)判斷確定為線中斷之后，即判斷是否是OE——RXFE中的任何一個(gè)錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤，則讀出數(shù)據(jù)有效保存，如果有錯(cuò)誤，則讀出數(shù)據(jù)但丟棄。
所以，線中斷在進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)的場(chǎng)合才會(huì)使用。而本次實(shí)驗(yàn)中并未用到數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。所以此中斷不會(huì)進(jìn)入。
當(dāng)不使用校驗(yàn)功能之時(shí)，收到數(shù)據(jù)之后會(huì)進(jìn)入第一個(gè)else if結(jié)構(gòu)：
else if (IIRValue == IIR_RDA)
{}
在進(jìn)入此部分之后將數(shù)據(jù)讀出。
當(dāng)接受一個(gè)字符（5~8位不等）超時(shí)時(shí)，會(huì)進(jìn)入“接受字符超時(shí)中斷”部分。
發(fā)送完成中斷在本次試驗(yàn)中并未使能，略過(guò)。
如此我們應(yīng)該可以預(yù)知本次試驗(yàn)中當(dāng)PC上位機(jī)發(fā)送一個(gè)（串）字符之后，會(huì)進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)并且進(jìn)入else if (IIRValue == IIR_RDA{}環(huán)節(jié)，將收到的數(shù)據(jù)保存在UARTBuffer中，并使UARTCount++。然后退出中斷函數(shù)之后，回到主函數(shù)，執(zhí)行發(fā)送部分：
if ( UARTCount != 0 )
{
LPC_UART->IER = IER_THRE | IER_RLS;
UARTSend( (uint8_t *)UARTBuffer, UARTCount );//發(fā)送數(shù)據(jù)
UARTCount = 0;

LPC_UART->IER = IER_THRE | IER_RLS | IER_RBR;
}
}
找到UARTSend()：
void UARTSend(uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length)
{
while ( Length != 0 )
{

#if !TX_INTERRUPT//未使用中斷發(fā)送方式，所以編譯此部分
while ( !(LPC_UART->LSR & LSR_THRE) );//等待發(fā)送保持寄存器空
LPC_UART->THR = *BufferPtr;//將待發(fā)數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送保持寄存器
#else

while ( !(UARTTxEmpty & 0x01) );
LPC_UART->THR = *BufferPtr;
UARTTxEmpty = 0;
#endif
BufferPtr++;
Length--;
}
return;
}
此UART數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)，第一個(gè)參數(shù)要求填入存放待發(fā)送數(shù)據(jù)（注意為8位，即字符型數(shù)據(jù)）的數(shù)組名，第二個(gè)參數(shù)為待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。通過(guò)注釋可以看到發(fā)送的過(guò)程很簡(jiǎn)單，等待發(fā)送保持寄存器為空后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送保持寄存器就完成了發(fā)送。
這樣我們就將本次的UART收發(fā)試驗(yàn)的過(guò)程“初始化——等待接收——UART中斷——保存數(shù)據(jù)——發(fā)送數(shù)據(jù)”分析完畢。
NXP贈(zèng)送的這個(gè)LPC1343并沒(méi)有掛載UART接口，而只留了P16、P17兩個(gè)IO給用戶拓展，所以筆者使用了其他開(kāi)發(fā)板的串口連接，需要注意的是，我們手上的這塊開(kāi)發(fā)板是3.3V供電，而市面上比較多采用的MAX232是5V供電。所以或者使用LPC1343評(píng)估板的5V給MAX232供電，或者使用3.3V供電的電平轉(zhuǎn)換芯片。筆者這里使用了3.3V供電的ST232芯片。
導(dǎo)入lpc1343.examples->uart，編譯鏈接。連好硬件，從串口調(diào)試終端發(fā)送一個(gè)（串）數(shù)據(jù)，可以看到串口調(diào)試終端的接收框里準(zhǔn)確的顯示了我們所發(fā)送的數(shù)據(jù)，本次實(shí)驗(yàn)完結(jié)。