LPC1343串口學習

本節(jié)我們來使用LPC1343的UART接口做一個簡單的收發(fā)實驗。

大家之前應該都有使用51或AVR一類單片機做過異步串行收發(fā)實驗，當然串口在電子開發(fā)中的應用地位就無需多言。我們直接進入主題。

本次試驗這樣設計，用PC作為上位機向UART發(fā)送一個（串）字節(jié)，然后LPC1343收到這個（串）字節(jié)后再發(fā)回UART,在PC上的串口觀察軟件顯示出來。

我們來看NXP帶給我們的UART例程來看看UART的設置以及工作過程。首先是主函數(shù)：
int main (void)
{
UARTInit(115200);//初始化UART接口并設置為波特率115200，NVIC也在內(nèi)一并設置
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——開啟下一次接收。最重要的當然是初始化函數(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; //寫入波特率計算值高位
LPC_UART->DLL = Fdiv % 256; //寫入波特率計算值低位
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;
}

打星號的地方是筆者認為比較值得關注的地方：
1、UART的IO口設置，根據(jù)上述函數(shù)中的語句查找相關寄存器，可以發(fā)現(xiàn)它將P16、P17設置為：UART_RXD和UART_TXD功能；
2、選擇UART時鐘分頻數(shù)，此處1分頻，和波特率設置有直接關系；
3、選擇數(shù)據(jù)格式，此處選擇數(shù)據(jù)長度8位，無校驗，1位停止位，并開啟除數(shù)鎖存；
4、除數(shù)鎖存器：分為LSB（8位）和MSB（8位），用來填入對應某波特率的計數(shù)值，更改之前解除鎖定，更改完畢恢復鎖定，這樣就可以鎖定波特率了（可以這樣簡單的理解）；
5、計算波特率，此處是重點了。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總線上的設備，自然要經(jīng)過AHB分頻器，在此處，AHB分頻系數(shù)并未做過特別設置，所以為默認值1。時鐘經(jīng)過AHB分頻之后要經(jīng)過UART分頻器進行再分頻，分頻系數(shù)仍為1（第2點）。因此我們來計算這個公式：
Fdiv = (((SystemCoreClock*LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDIV)/regVal)/16)/baudrate
其中SystemCoreClock=72000000，LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDI=1，regVal=1，baudrate=115200，所以可以計算出:
Fdiv=39.0625≈0x27
這個便是產(chǎn)生115200波特率所要填入除數(shù)鎖存器的值。逆過來就可以計算出計數(shù)值對應的波特率。
6、線狀態(tài)寄存器（下文稍加講述）是以讀操作來清空的；
其實這個函數(shù)，對于用戶來說，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定工作。
設定完成之后，UART就開始工作了，因為初始化函數(shù)里面開啟了“啟用緩存數(shù)據(jù)可用中斷、線狀態(tài)中斷”所以當有數(shù)據(jù)從上位機向UART發(fā)送數(shù)據(jù)時，進入中斷服務函數(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;
}
這個中斷服務函數(shù)是一個if…else if….else if結構。在進入此中斷服務函數(shù)后，讀取

中斷標識寄存器判斷中斷源，選擇進入相應的if環(huán)節(jié)執(zhí)行相應語句。我們看看UART都有哪些中斷。第一個是RLS，Receive Line Status即接收線中斷：
可以在用戶手冊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，即溢出錯誤中斷；
PE:Parity Error，校驗錯誤中斷；
FE:Framing Error，幀錯誤中斷；
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寄存器空中斷；
RXFE：Error in RX FIFO，RX錯誤中斷；
對照上述中斷服務函數(shù)第一個if部分，當判斷確定為線中斷之后，即判斷是否是OE——RXFE中的任何一個錯誤，如果有錯誤，則讀出數(shù)據(jù)有效保存，如果有錯誤，則讀出數(shù)據(jù)但丟棄。
所以，線中斷在進行數(shù)據(jù)校驗的場合才會使用。而本次實驗中并未用到數(shù)據(jù)校驗位。所以此中斷不會進入。
當不使用校驗功能之時，收到數(shù)據(jù)之后會進入第一個else if結構：
else if (IIRValue == IIR_RDA)
{}
在進入此部分之后將數(shù)據(jù)讀出。
當接受一個字符（5~8位不等）超時時，會進入“接受字符超時中斷”部分。
發(fā)送完成中斷在本次試驗中并未使能，略過。
如此我們應該可以預知本次試驗中當PC上位機發(fā)送一個（串）字符之后，會進入中斷服務函數(shù)并且進入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，第二個參數(shù)為待發(fā)數(shù)據(jù)長度。通過注釋可以看到發(fā)送的過程很簡單，等待發(fā)送保持寄存器為空后將數(shù)據(jù)寫入發(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)試驗的過程“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贈送的這個LPC1343并沒有掛載UART接口，而只留了P16、P17兩個IO給用戶拓展，所以筆者使用了其他開發(fā)板的串口連接，需要注意的是，我們手上的這塊開發(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（串）數(shù)據(jù)，可以看到串口調(diào)試終端的接收框里準確的顯示了我們所發(fā)送的數(shù)據(jù)，本次實驗完結。