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[其他MCU] Cortex-M3学习LPC1768 - UART0实验

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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
UART0, Cortex-M3, LPC1768, RS, 接口
LPC1768含有4 个符合16C550工业标准的异步串口UATR0-UART3，其中UART1具有标准的MODEM接口和RS232。至于RS232的标准是什么样的，这里不在总结了，如果哪位有兴趣可以上网查一下维基百科。RS-485是后期出现的一个传输标准，关于它们的特性，下面列表总结一下：

RS-232特性
RS-485特性
最高速率约为20kb/s
与TTL电平兼容
传输最大距离约为15m
传输距离实际达1200m
共模抑制比能力差
共模抑制比能力强
UATR0/2/3可以工作在UART模式下，也可以工作在IrDA模式下， IrDA是红外数据组织（Infrared Data Association）的简称，目前广泛采用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。到目前为止，全球采用IrDA技术的设备超过了5000万部。IrDA已经制订出物理介质和 协议层规格，以及2个支持IrDA标准的设备可以相互监测对方并交换数据。 初始的IrDA1.0 标准制订了一个串行，半双工的同步系统，传输速率为2400bps到115200bps，传输范围1 m，传输半角度为15度到30度。最近IrDA扩展了其物理层规格使数据传输率提升到4Mbps。IrDA数据协议由物理层，链路接入层和链路管理层三个基本层协议组成，另外，为满足各层上的应用的需要，IrDA栈支持IrLAP, IrLMP, IrIAS, IrIAP, IrLPT, IrCOMM, IrOBEX和IrLAN等。IrDA的优点是成本低，体积小、功耗低，数据传输干扰小等。关于IrDA的协议与应用这里暂时先不总结，后续学习中会再慢慢涉及到，届时将做深入研究。UATR1具有MODEM接口，能过该接口可以接入电话网络，实现远距离通讯。至于怎么通讯，这里也暂时不总结，因为这一块懒猫也没有深入研究。

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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:29 | 显示全部楼层
关于串口的配置主要涉及到引脚的配置，波特率的配置，帧格式的设置及FIFO设置等。涉及到的寄存器主要有接收缓冲寄存器，它包含即将读取的接收数据。发送保持寄存器，它主要是用来写入发送数据的，中断使能寄存器IER，若是用到中断接收或发送时需配置些寄存器，与之相关联的寄存器还有中断标志寄存器IIR。还有FIFO控制寄存器FCR，它是用来配置先进先出相关的东东的。线控制寄存器LCR，这个寄存器主要就是用来设置帧格式的，与这个寄存器相关联的寄存器是线状态寄存器LSR，用来读取帧格式状态的寄存器。当然还有缓存寄存器SCR，这个与串口操作关系不大。还有自动波特率控制器ACR，配置程序自适应波特率的。还有IrDA控制寄存器，它与红外发送与接收有关。小数分频寄存器FDR，它是波特率配置有关。传输使能寄存器TER，如果这个寄存器的TXEN配置为1，刚只要缓存中有有效数据，就可以通过发送引脚把数据发送出去。还有一个寄存器FIFO等级寄存器FIFOLVL，它是个只读寄存器，用来读取当前FIFO等级状态。此次实验我是用查询方式发送字符到串口，所以很大寄存器没有用到，关于寄存器的详细说明可以参考LPC1768的数据手册，这里就不再照搬手册了。下面简单说一下这次实验电路图，主要是一个 按键，8个LED灯，还有串口0，功能就是按一下按键亮一个灯，等全亮时，再按按键灯全来，然后再按按键时第按一下点亮一个，循环往复，同时哪个灯亮，就发送字符“Led  X  on”，下面是这次实验的电路图：
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:30 | 显示全部楼层
：


                                      图 1-1 实验电路图
下面简单说一下这个软件，软件主要分为两大部分，一个是关于串口配置及常用的函数，另一个就是主LED点灯程序，分别在UART.C与MAIN.C两个源文件中，下面把部分代码帖出来，完整部分请参阅附件：

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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:31 | 显示全部楼层
（1）、 uart.c源文件
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  1. #include "includes.h"
    

  2. /********************************************************************************
    

  3. * 函数名称 ：uint32_t UARTInit( uint32_t PortNum, uint32_t baudrate )
    

  4. * 函数功能 : 串口初始化
    

  5. * 入口参数 : uint32_t PortNum  -- 端口号（0、1）
    

  6. *            uint32_t baudrate -- 波物率
    

  7. * 出口参数 : 返回真或假
    

  8. * 备    注 ：如果中断句柄没有建立在向量表中则返回false
    

  9. *******************************************************************************/
    

  10. void UARTInit( uint32_t PortNum, uint32_t baudrate )
    

  11. {
    

  12.   uint32_t Fdiv;
    


  13. 

  14.   if ( PortNum == 0 )
    

  15.   {
    

  16.     PINCON->PINSEL0 |= (1 << 4);             /* Pin P0.2 -- TXD0 (Com0) */
    

  17.     PINCON->PINSEL0 |= (1 << 6);             /* Pin P0.3 -- RXD0 (Com0) */
    

  18.             UART0->LCR  = 0x83;                       /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
    

  19.     Fdiv = (SystemFrequency/4/ 16) / baudrate;/* 设置波特率 */
    

  20.     UART0->DLM  = Fdiv / 256;
    

  21.     UART0->DLL  = Fdiv % 256+1;
    

  22.     UART0->LCR  = 0x03;                       /* 锁定波特率  */
    

  23.     UART0->FCR  = 0x07;                       /* 串口先进先出控制寄存器设置*/
    


  24. 

  25.   }
    

  26.   else if ( PortNum == 1 )
    

  27.   {
    

  28.                PINCON->PINSEL4 |= (1<<1);                /* Pin P2.0 -- TXD1 (Com1)*/
    

  29.           PINCON->PINSEL4 |= (1<<3);                /* Pin P2.1 -- RXD1 (Com1)*/
    

  30.    
    

  31.                UART1->LCR = 0x83;                                  /* 8 bits, 无校验, 1 个停止位 */
    

  32.     Fdiv = (SystemFrequency/4/16)/ baudrate ; /* 设置波特, Fpclk: 18MHz */
    

  33.     UART1->DLM = Fdiv/256;                                                                                             
    

  34.     UART1->DLL = (Fdiv%256)+1;
    

  35.                UART1->LCR = 0x03;                                   /* DLAB = 0 */
    

  36.     UART1->FCR = 0x07;                             /* 使能TX与 RX 并初始化FIFO. */
    


  37. 

  38.   }
    

  39. }
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:32 | 显示全部楼层
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  1. /********************************************************************************
    

  2. * 函数名称 ：void UARTSend( uint32_t portNum, uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length )
    

  3. * 函数功能 : 从串口发送一串数据
    

  4. * 入口参数 : uint32_t PortNum   -- 端口号（0、1）
    

  5. *            uint8_t *BufferPtr -- 缓冲指针
    

  6. *           uint32_t Length    -- 数据长度
    

  7. * 出口参数 : 无
    

  8. * 备    注 ：无
    

  9. *******************************************************************************/
    

  10. void UARTSend( uint32_t portNum, uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length )
    

  11. {
    

  12.   if ( portNum == 0 )
    

  13.   {
    

  14.     while ( Length != 0 )
    

  15.     {
    

  16.                  while ( !(UART0->LSR & 0x20) );   /* 检测串口状态，是否包含有效数据 */
    

  17.                  UART0->THR = *BufferPtr;           /* 输出数据 */
    

  18.                  BufferPtr++;                       /* 指向下一个数据 */
    

  19.                  Length--;                          /*  数据长度减1 */
    

  20.                }
    

  21.   }
    

  22.   else
    

  23.   {
    

  24.                while ( Length != 0 )
    

  25.     {
    

  26.                  while ( !(UART1->LSR & 0x20));    /* 检测串口状态，是否包含有效数据 */
    

  27.                  UART1->THR = *BufferPtr;                                         /* 输出数据 */
    

  28.                  BufferPtr++;                                                                                  /* 指向下一个数据 */
    

  29.                  Length--;                                                                                         /*  数据长度减1 */
    

  30.     }
    

  31.   }
    

  32.   return;
    

  33. }
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:33 | 显示全部楼层
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  1. /********************************************************************************
    

  2. * 函数名称 ：int UART0_SendByte (int ucData)
    

  3. * 函数功能 : 串口0发送数据
    

  4. * 入口参数 : int ucData - 要发送的数据
    

  5. * 出口参数 : 无
    

  6. * 备    注 ：无
    

  7. *******************************************************************************/
    

  8. int UART0_SendByte (int ucData)
    

  9. {
    

  10.                while (!(UART0->LSR & 0x20));
    

  11.     return (UART0->THR = ucData);
    

  12. }
    

  13. /********************************************************************************
    

  14. * 函数名称 ：void UART0_SendString (unsigned char *s)
    

  15. * 函数功能 : 串口0发送字符串
    

  16. * 入口参数 : unsigned char *s -- 要发送的字符串
    

  17. * 出口参数 : 无
    

  18. * 备    注 ：无
    

  19. *******************************************************************************/
    

  20. void UART0_SendString (unsigned char *s)
    

  21. {
    

  22.             while (*s != '\0')
    

  23.                {
    

  24.                         UART0_SendByte(*s++);
    

  25.                }
    

  26. }
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:35 | 显示全部楼层
（2）、 main.c源文件
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  1.  /*********************************************************************************
    

  2. 工程名称：lesson4
    

  3. 功    能: 学习使用LPC1768的串口通讯                                                      
    

  4. 编译环境: MDKV4.12                                                   
    

  5. 时    钟: 外部12Mhz                                                                                           
    

  6. 日    期: 11/08/19                                                        
    

  7. 作    者: 懒猫爱飞
    

  8. 版本  号：V1R0
    

  9. ---------------------------------------------------------------------------------
    

  10. 修改内容：NULL
    

  11. 修改日期：
    

  12. 修改人员：
    

  13. ---------------------------------------------------------------------------------
    

  14.                                                                                                                                                                                                                          
    

  15. **********************************************************************************/
    


  16. 


  17. 

  18. /*********************************************************************************
    

  19. 文件名称：mian.c
    

  20. 功    能: 主要调度函数及应用函数                                                         
    

  21. 编译环境: MDKV4.12                                                   
    

  22. 时    钟: 外部12Mhz                                                                                           
    

  23. 日    期: 11/08/19                                                        
    

  24. 作    者: 懒猫爱飞
    

  25. 备    注：NULL
    

  26. ---------------------------------------------------------------------------------
    

  27. 修改内容：NULL
    

  28. 修改日期：XXXX年xx月xx日      xx时xx分
    

  29. 修改人员：xxx xxx xxx
    

  30.                                                                                                          
    

  31. **********************************************************************************/
    

  32. #include"includes.h"
    

  33.                                                                             
    

  34. volatile unsigned long SysTickCnt;                   /* 用于系统时钟计数 */
    


  35. 

  36. unsigned char LedOnMeg[] = "Led 1 On!\r\n";
    

  37. unsigned char LedOffMeg[] = "Led all Off!\r\n";
    

  38. unsigned char KeyMeg[] = "key push down \r\n";
    

  39. unsigned char OpenString[][50] = {
    

  40.                                 "**********************************************\r\n",
    

  41.                                 "****             --欢迎光临--             ****\r\n",
    

  42.                                                                 "**** 小野兽的小草窝^_^                    ****\r\n",
    

  43.                                                                 "**** http://blog*ednchina*com/ytfdhb/     ****\r\n",
    

  44.                                                                 "**** 我是懒猫爱飞，我的口号是：           ****\r\n",
    

  45.                                                                 "**** 每天进步一点点，开心多一点^_^        ****\r\n",
    

  46.                                                                 "**********************************************\r\n"
    

  47.                                                             };
    


  48. 

  49. unsigned int key_sta = 0;              /* 按键状态 */
    

  50. unsigned int key_pre = 1;                   /* 按键当前状态值 */
    

  51. unsigned int key_old = 1;                           /* 按键前一个状态值 */
    

  52. unsigned int led_flag = 0;
    


  53. 

  54. unsigned int  StepCnt = 0;        /* 状态计数 */
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:36 | 显示全部楼层
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  1. /********************************************************************************
    

  2. * 函数名称 ：void SysTick_Handler (void)
    

  3. * 函数功能 : 系统节拍定时器中断函数，每1ms计数一次
    

  4. * 入口参数 : 无
    

  5. * 出口参数 : 无
    

  6. * 备    注 ：无
    

  7. *******************************************************************************/
    

  8. void SysTick_Handler (void)
    

  9. {         
    

  10.   SysTickCnt++;
    

  11. }
    


  12. 

  13. /********************************************************************************
    

  14. * 函数名称 ：void Delay (unsigned long tick)  
    

  15. * 函数功能 : 毫秒级延时函数
    

  16. * 入口参数 : unsigned long tick -- 延时时长
    

  17. * 出口参数 : 无
    

  18. * 备    注 ：无
    

  19. *******************************************************************************/
    

  20. void DelayMs (unsigned long tick)
    

  21. {      
    

  22.   unsigned long systickcnt;
    


  23. 

  24.   systickcnt = SysTickCnt;
    

  25.   while ((SysTickCnt - systickcnt) < tick);
    

  26. }
    

  27. /********************************************************************************
    

  28. * 函数名称 ：void PortInit(void)  
    

  29. * 函数功能 : 端口初始化
    

  30. * 入口参数 : 无
    

  31. * 出口参数 : 无
    

  32. * 备    注 ：无
    

  33. *******************************************************************************/
    

  34. void PortInit(void)
    

  35. {
    

  36.    GPIO1->FIODIR = 0xB0000000;           /* LEDs on PORT1 defined as Output    */
    

  37.    GPIO2->FIODIR = 0x0000007C;           /* LEDs on PORT2 defined as Output    */
    

  38.    LedAllOff();                                                         /* 初始化时熄灭所有的灯 */
    

  39. }
    


  40.
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:37 | 显示全部楼层
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  1. /********************************************************************************
    

  2. * 函数名称 ：void KeyScan(void)
    

  3. * 函数功能 : 按键扫描
    

  4. * 入口参数 : 无
    

  5. * 出口参数 : 无
    

  6. * 备    注 ：现在只扫描一个按键
    

  7. *******************************************************************************/
    

  8. void KeyScan()
    

  9. {
    

  10.         key_pre = KEY_EN ;
    

  11.         if(!KEY_EN )                      /* 如果按键按下 */
    

  12.         {
    

  13.                 if(key_old)
    

  14.                 {
    

  15.                     if(key_pre == 0)         /* 下降沿有效 */
    

  16.                     {
    

  17.                          key_sta = 1;            /* 记录按键状态 */
    

  18.                     }       
    

  19.             }
    

  20.         }
    

  21.         key_old = key_pre;
    

  22. }
    


  23. 

  24. /********************************************************************************
    

  25. * 函数名称 ：void KeyHandle(void)
    

  26. * 函数功能 : 按键处理函数
    

  27. * 入口参数 : 无
    

  28. * 出口参数 : 无
    

  29. * 备    注 ：无
    

  30. *******************************************************************************/
    

  31. void KeyHandle(void)
    

  32. {
    

  33.     if(key_sta == 1)
    

  34.     {
    

  35.             StepCnt++;                        /* 执行下一步*/
    

  36.                 if(StepCnt == 9)
    

  37.                 {
    

  38.                         UART0_SendString (LedOffMeg); /* 显示LED状态信息 */               
    

  39.                 }
    

  40.                  if(StepCnt < 9)
    

  41.                 {
    

  42.                         LedOnMeg[4] = StepCnt+0x30;       /* 转换成字符 */
    

  43.                 UART0_SendString (LedOnMeg);      /* 显示LED状态信息 */                       
    

  44.                 }
    

  45.                 key_sta = 0;                         /* 按键状态清零，保证只执行一次 */
    

  46.         }       
    

  47. }
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:38 | 显示全部楼层
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  1. void LedHandle()
    

  2. {
    

  3.         switch(StepCnt)
    

  4.         {
    

  5.                 case 1:Led1On();   /* LED1 点亮*/
    

  6.                        break;
    

  7.                 case 2:Led2On();   /* LED2 点亮*/
    

  8.                        break;
    

  9.             case 3:Led3On();   /* LED3 点亮*/
    

  10.                        break;
    

  11.             case 4:Led4On();   /* LED4 点亮*/
    

  12.                        break;
    

  13.                 case 5:Led5On();   /* LED5 点亮*/
    

  14.                        break;
    

  15.                 case 6:Led6On();   /* LED6 点亮*/
    

  16.                        break;
    

  17.                 case 7:Led7On();   /* LED7 点亮*/
    

  18.                        break;
    

  19.                 case 8:Led8On();   /* LED8 点亮*/
    

  20.                        break;
    

  21.             case 9:LedAllOff();        /* 熄灭所有的LED灯*/
    

  22.                        StepCnt = 0;        /* 重新开始 */
    

  23.                        break;
    

  24.                 default:break;
    

  25.         }
    

  26. }
    


  27.
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:38 | 显示全部楼层
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  1. /********************************************************************************
    

  2. * 函数名称 ：int main(void)
    

  3. * 函数功能 : 主函数
    

  4. * 入口参数 : 无
    

  5. * 出口参数 : 无
    

  6. * 备    注 ：无
    

  7. *******************************************************************************/
    

  8. int main(void)
    

  9. {
    

  10.     unsigned int i = 0;
    

  11.         SystemInit();       /* 系统初始化，函数在system_LPC17xx.c文件夹中定义 */
    

  12.         SysTick_Config(SystemFrequency/1000 - 1);/* 配置节拍定时器中断，每1ms中断一次 */
    

  13.                                                 
    

  14.     PortInit();                              /* 端口初始化 */
    


  15. 

  16.         UARTInit(0,19200);                             /* 设置串口0波特率 */
    

  17.         for(i=0;i<7;i++)
    

  18.         {
    

  19.                 UARTSend(0,OpenString[i],50);            /* 发送欢迎信息 */
    

  20.         }
    

  21. //LedOnMeg[4] = 4+0x30;                    /* 转换成字符 */
    

  22. //UART0_SendString (KeyMeg);
    

  23.         while(1)
    

  24.         {
    

  25.           KeyScan();   // 按键扫描
    

  26.           KeyHandle(); // 按键处理
    

  27.           LedHandle(); // Led处理程序
    

  28.         }
    

  29. }
    


  30. 


  31.
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 楼主| 芙蓉洞 发表于 2015-12-15 20:39 | 显示全部楼层
程序不是太难，只是简单的实验，各个部分都有详细的注释，这里不在总结，下面是挨靠结果串口调试助手截图：


图 1-2 串口助手截图
好了，先总结到这吧，最近手头上的事有点多，所以写日志的时间就有点紧张，不过，工作归工作，该学习的东东还是要**学习的，没有足够的时间，那就见缝插针的学吧。最后再来吼一下懒猫的口号，来鼓励一下自己：每天进步一点点，开心多一点^_^

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