华大单片机HC32L110 HC32F003 HC32F005 UART串口通讯

晓伍 · 发表于 2021-8-1 15:18

数据格式
此UART模块共有模式0~模式3四种通讯模式，其中模式0为半双工同步通讯模式，此模式为同步模式不在我们今天的讨论范围之内。此模块支持8bit、9bit的数据格式，因此异步通讯的数据格式为：1位起始位，8bit或9bit的数据位，1位结束位。模式1为8bit数据位的全双工异步模式；模式2和模式3为9bit数据位的全双工异步通讯模式。具体如下图：

由上图可知模式2和模式3中数据多了个TB8位。该位在多机通讯环境下使用时，当 TB8=1，表明所接收的是地址帧；当 TB8=0，表明所接收的是数据帧。当不需要多机通讯时，此位作为奇偶校验位来使用。大家在使用UART模块之前一定要注意确定自己要使用的模式，模式如果选错会直接导致通讯数据出现错误。

晓伍 · 发表于 2021-8-1 15:19

波特率产生
异步通讯时波特率有两种产生方式。Mode2为一种方式，Mode1和Mode3为一种方式。
Mode2:
当工作在 Mode2 时，波特率被固定在如下公式所得值：

其中，UARTx_SCON.DBAUD 表示双倍波特率，Freq 为 PCLK 时钟频率。

Mode1/3:
当工作在 Mode1 或者 Mode3 时，波特率由 TIMER 的溢出时间决定。具体公式如下图
所示：

其中，UARTx_SCON.DBAUD 表示双倍波特率，Freq 为 PCLK 时钟频率，TM 为TIMER 计数值。注意，TIMER 必须配置为 16 位自动重载入模式，计数寄存器和重载寄存器都得写入 TM 值。UART0对应使用的TIMER是TIM0，UART1对应使用的TIMER是TIM1。对于不同的PCLK产生的不同的波特率误差是有差别的，大家在使用的时候最好先查下误表，看下自己的配置所对应的误差是否在可接受的范围，如果误差不可接受，更改到自己可以接受的误差所对应的配置。不同配置波特率误差表在本文最后。

发送数据
发送数据时，与 UARTx_SCON.REN 的值无关，将所发送数据写入 UARTx_SBUF 寄存器中，数据就会从 TXD 移出（低位在先，高位在后）。

接收数据
接收数据时，需将 UARTx_SCON.REN 位置 1，并将 UARTx_ISR.RI 位清 0。开始接收 RXD 上数据（低位在先，高位在后），当接收完毕，可以从 UARTx_SBUF 寄存器读出。

接收缓存
通用 UART（UART0/1）接收端有一个帧长度（8/9bits）的接收缓存，也就是说当一帧数据接收完毕后，接收缓存中的数据会被一直保持，直到下一帧数据的 Stop 位接收完毕后，接收缓存才会更新为新一帧数据。

发送缓存
通用 UART（UART0/1）发送端不支持发送缓存。如果在发送数据过程中，填写UARTx_SBUF 寄存器，将会破坏当前正在发送数据。软件应该避免这种操作。

晓伍 · 发表于 2021-8-1 15:20

相关寄存器

晓伍 · 发表于 2021-8-1 15:21

相关程序
配置中断相关内容
stcUartIrqCb.pfnRxIrqCb = RxIntCallback; //配置接收中断回调函数
stcUartIrqCb.pfnTxIrqCb = NULL;
stcUartIrqCb.pfnRxErrIrqCb = ErrIntCallback; //配置错误中断回调函数
stcConfig.pstcIrqCb = &stcUartIrqCb; //配置中断服务函数
stcConfig.bTouchNvic = TRUE; //允许中断

配置通讯相关内容
stcConfig.enRunMode = UartMode3; //测试项，更改此处来转换4种模式测试
stcMulti.enMulti_mode = UartNormal; //测试项，更改此处来转换多主机模式，mode2/3才有多主机模//式，此处配置为正常工作模式
stcConfig.pstcMultiMode = &stcMulti; //配置正常或多机工作模式

配置波特率
stcBaud.bDbaud = 0u;                            //双倍波特率功能
stcBaud.u32Baud = 9600u;                         //更新波特率位置
stcBaud.u8Mode = UartMode3;                   //计算波特率需要模式参数
pclk = Clk_GetPClkFreq();                      //获得PCLK
timer=Uart_SetBaudRate(UARTCH1,pclk,&stcBaud); //计算波特率所需TIMER值

stcBtConfig.enMD = BtMode2;                   //自动重装载16位计数器/定时器
stcBtConfig.enCT = BtTimer;                   //定时模式
Bt_Init(TIM1, &stcBtConfig);                   //调用basetimer1设置函数产生波特率
Bt_ARRSet(TIM1,timer);                         //配置重载值
Bt_Cnt16Set(TIM1,timer);                         //配置计数值
Bt_Run(TIM1);                                     //启动定时

串口及接收中断配置
Uart_Init(UARTCH1, &stcConfig);             //串口1初始化
Uart_EnableIrq(UARTCH1,UartRxIrq);          //允许串口1接收中断
Uart_ClrStatus(UARTCH1,UartRxFull);          //清串口1接收中断标志
Uart_EnableFunc(UARTCH1,UartRx);             //串口1接收中断使能

接收中断回调函数
void RxIntCallback(void)
{
u8RxData[1]=M0P_UART1->SBUF;                   //取出接收数据
u8Rx** = 1;                                     //接收标志置1
}

主逻辑
while(1)
{
Check** = 0;                                        //校验出错标志清零
if(u8Rx**)                                           //有接收数据进入，无数据跳过
{
      u8Rx** = 0;                                     //接收标志清零
      if(Uart_CheckEvenOrOdd(UARTCH1,Even,u8RxData[1])!=Ok) //检查偶检验是否成功
      {
         Check** = 1;                                        //偶校验出错
      }
      else
      {
         Uart_SetTb8(UARTCH1,Even,u8RxData[0]);          //根据数据设置TB8位
         Uart_SendData(UARTCH1,u8RxData[0]);             //发送数据
         Uart_SetTb8(UARTCH1,Even,u8RxData[1]);
         Uart_SendData(UARTCH1,u8RxData[1]);
      }
}
}

晓伍 · 发表于 2021-8-1 15:22

UART模式对比
好多朋友在使用UART的时候因为没有掌握4种模式的差别，所示调试的时候总是接收数据不对，走了很多弯路，现在就把不同种的差别总结一下。
半双工同步模式
Mode0 波特率为固定的 PCLK 时钟的 1/12。不常用。
全双工异步模式
Mode1 数据位8位，不带检验位，不带多机通讯功能，波特率由TIMER产生，常用；
Mode2 数据位9位，带检验位，带多机通讯功能，波特率为与PCLK有关的固定值，不常用；
Mode3 数据位9位，带检验位，带多机通讯功能，波特率由TIMER产生，常用。
不同模式的总结可以参考下表：