LM3S811学习资料串口通讯

只看该作者 · 2011-11-20 00:09

本帖最后由 lilihua0721 于 2011-11-24 17:55 编辑

   以下是我学习LM3S811 UART模块的总结：使用UARTA函数介绍、对Stellaris系列UART的FIFO的认识，分别放在以下连续的三个楼层中！
一、使用UART库函数介绍
1、函数：UARTConfigSetExpClk( )
功能：UART配置（要求提供明确的时钟速率）
原型：void UARTConfigSetExpClk(unsigned long ulBase,unsigned long ulUARTClk,
unsigned long ulBaud,unsigned long ulConfig)
参数： ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE
ulUARTClk：提供给UART模块的时钟速率，即系统时钟频率
ulBaud：期望设定的波特率
ulConfig：UART端口的数据格式，取下列各组数值之间的“或运算”组合形式：
说明：数据字长度：UART_CONFIG_WLEN_8 // 8位数据
UART_CONFIG_WLEN_7 // 7位数据
   UART_CONFIG_WLEN_6 // 6位数据
UART_CONFIG_WLEN_5 // 5位数据
停止位：UART_CONFIG_STOP_ONE // 1个停止位
UART_CONFIG_STOP_TWO // 2个停止位（可降低误码率）
校验位：UART_CONFIG_PAR_NONE // 无校验
UART_CONFIG_PAR_EVEN // 偶校验
UART_CONFIG_PAR_ODD // 奇校验
   UART_CONFIG_PAR_ONE // 校验位恒为1
UART_CONFIG_PAR_ZERO // 校验位恒为0

2、函数：UARTConfigSet( )
功能：UART配置（自动获取时钟速率）
原型：#define UARTConfigSet(a, b, c) UARTConfigSetExpClk(a, SysCtlClockGet( ), b, c)
参数：详见UARTConfigSetExpClk函数描述
返回：无
说明：本宏函数常常用来代替函数UARTConfigSetExpClk( )，在调用之前应当先调用SysCtlClockSet( )函数设置系统时钟（不要使用误差很大的内部振荡器IOSC、IOSC/4、INT30等）
示例：配置UART0：波特率9600，8个数据位，1个停止位，无校验
UARTConfigSet(UART0_BASE,9600, UART_CONFIG_WLEN_8 |
UART_CONFIG_STOP_ONE |
UART_CONFIG_PAR_NONE);
配置UART1：波特率最大，5个数据位，1个停止位，无校验
UARTConfigSet(UART1_BASE, SysCtlClockGet( ) / 16, UART_CONFIG_WLEN_5 |
UART_CONFIG_STOP_ONE |
UART_CONFIG_PAR_NONE);

3、函数：UARTEnable( )
功能：使能指定UART端口的发送和接收操作
原型：void UARTEnable(unsigned long ulBase)
参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE
示例：使能UART0发送和接受操作：UARTEnable(UART0_BASE)

使能UART1发送和接受操作：UARTEnable(UART1_BASE)

4、函数：UARTCharPut( )

功能：发送1个字符到指定的UART端口（等待）

原型：void UARTCharPut(unsigned long ulBase, unsigned char ucData)

参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE

ulData：要发送的字符

返回：无（在未发送完毕前不会返回）

示例：发送0x55到UART0端口：UARTCharPut(UART0_BASE, 0x55)

5、函数：UARTCharGet( )

功能：从指定的UART端口接收1个字符（等待）

原型：long UARTCharGet(unsigned long ulBase)

参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE

返回：读取到的字符，并自动转换为long型（在未收到字符之前会一直等待）

示例：从UART0端口读取一个字符：Readdata = UARTCharGet(UART0_BASE);

6、函数：UARTCharPutNonBlocking( )

功能：发送1个字符到指定的UART端口（不等待）

原型：tBoolean UARTCharPutNonBlocking(unsigned long ulBase, unsigned char ucData)

参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE

ulData：要发送的字符

返回：如果发送FIFO里有可用空间，则将数据放入发送FIFO，并立即返回true

如果发送FIFO里没有可用空间，则立即返回false（发送失败）

说明：通常，在调用本函数之前应当先调用UARTSpaceAvail( )确认发送FIFO里有可用空间

示例：从UART0发送数据0x55：while(UARTSpaceAvail(UART0_BASE)){ UARTCharNonBlockingPut(UART0_BASE, 0x55);}

7、函数UARTCharGetNonBlocking( )

功能：从指定的UART端口接收1个字符（不等待）

原型：long UARTCharGetNonBlocking(unsigned long ulBase)

参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE

返回：如果接收FIFO里有字符，则立即返回接收到的字符（自动转换为long型）

如果接收FIFO里没有字符，则立即返回－1（接收失败）

说明：通常，在调用本函数之前应当先调用UARTCharsAvail( )来确认接收FIFO里有字符

示例：从UART0接受数据：
while(UARTCharsAvail(UART0_BASE)){
ReadData[i++]=UARTCharGetNonBlocking(UART0_BASE)}

只看该作者 · 2011-11-20 00:10

本帖最后由 lilihua0721 于 2011-11-20 09:02 编辑

8、函数：UARTFIFOLevelSet()
功能：设置UART收发FIFO的深度，可以设置的深度有2、4、8、12、
原型：void UARTFIFOLevelSet(unsigned long ulBase, unsigned long ulTxLevel,
                           unsigned long ulRxLevel);
参数：ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE
ulTxLevel：发送中断 FIFO 的深度级别，取下列值之一：
UART_FIFO_TX1_8       //       在 1/8 深度时产生发送中断
UART_FIFO_TX2_8       //       在 1/4 深度时产生发送中断
UART_FIFO_TX4_8       //       在 1/2 深度时产生发送中断
UART_FIFO_TX6_8       //       在 3/4 深度时产生发送中断
UART_FIFO_TX7_8       //       在 7/8 深度时产生发送中断
ulRxLevel：接收中断 FIFO 的深度级别，取下列值之一
UART_FIFO_RX1_8  //在 1/8 深度时产生接收中断
UART_FIFO_RX2_8  //在 1/4 深度时产生接收中断
UART_FIFO_RX4_8  //在 1/2 深度时产生接收中断
UART_FIFO_RX6_8  //在 3/4 深度时产生接收中断
UART_FIFO_RX7_8  //在 7/8 深度时产生接收中断
返回：无
示例：设置UART0发送中断触发深度为2/8；设置发送中断触发深度为6/8；
UARTFIFOLevelSet(UART0_BASE,  // UART0端口的基址
UART_FIFO_TX2_8,  //发送 FIFO 为 2/8 深度（4B）
UART_FIFO_RX6_8); // 接收 FIFO 为 6/8 深（12B）
9、函数：UARTSpaceAvail ( )
功能：探测发送 FIFO 里是否有可用的空位
原型：tBoolean UARTSpaceAvail(unsigned long ulBase)
参数： ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE返回：true：在发送 FIFO 里有可用空间
false：在发送 FIFO 里没有可用空间（发送 FIFO 已满）
10、函数：UARTCharsAvail ( )
功能：探测接收 FIFO 里是否有接收到的数据
原型：tBoolean UARTCharsAvail(unsigned long ulBase)
参数： ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE
返回：true：在接收FIFO 里有字符
      false：在接收 FIFO 里没有字符（接收 FIFO 为空）
11、函数：UARTIntEnable ( )
功能：使能一个或多个UART中断
原型：void UARTIntEnable(unsigned long ulBase, unsigned long ulIntFlags)
参数： ulBase：UART端口的基址，取值UART0_BASE、UART1_BASE或UART2_BASE
ulIntFlags：指定的中断源，应当取下列值之一或者它们之间的任意“或运算”组合形式
      UART_INT_OE // FIFO 溢出错误中断
UART_INT_BE //BREAK 错误中断
UART_INT_PE //奇偶校验错误中断
UART_INT_FE //帧错误中断
UART_INT_RT //接收超时中断
UART_INT_TX //发送中断
UART_INT_RX //接收中断
返回：无
示例：使能UART0接收和接收超时中断:UARTIntEnable(UART0_BASE, UART_INT_RX | UART_INT_RT);

只看该作者 · 2011-11-20 00:10

本帖最后由 lilihua0721 于 2011-11-20 09:03 编辑

二、对Stellaris系列UART的FIFO的认识

1、FIFO 中断方式发送：

发送数据时，当发送FIFO 里剩余的数据减少到预设的深度时会触发中断（发送FIFO快空了，请赶紧填充），而不是填充到预设的深度时触发中断。为了减少中断次数提高发送效率，发送 FIFO 中断触发深度级别越浅越好。用库函数 UARTCharPut( )或UARTCharPutNonBlocking( )发送字符，实质上是将字符扔到发送 FIFO 里就返回，而不是在等待硬件上真正发送完毕后才返回。

2、FIFO 中断方式接收：
接收数据时，触发 FIFO 中断的条件是当接收 FIFO 里累积的数据增加到预设的深度时触发中断（接收 FIFO 快满了，请赶紧取走）。为了减少中断次数提高接收效率，接收FIFO中断触发深度级别越深越好。另外要注意接收超时中断的用法，在使能接收中断的同时一般都还要使能接收超时中断。如果没有使能接收超时中断，则在接收 FIFO 里的部分数据就有可能得不到及时处理。
3、FIFO 的作用和优点：
　以前我一直采用每收发一个字符就要中断处理一次。相比UART收发FIFO而言效率确实是低了点，UART收发FIFO主要是为了解决收发中断过于频繁而导致的CPU效率不高的问题。
　　FIFO的必要性。在进行UART通信时，中断方式比轮询方式要简便且效率高。但是，如果没有收发FIFO，则每传输一个数据（5～8位）都要中断处理一次，效率仍然不高。如果有了收发FIFO，则可以在连续收发若干个数据（可多至14个）后才产生一次中断，然后一起处理。这就大大提高了收发效率。
　　接收超时问题。如果没有接收超时功能，则在对方已经发送完毕而接收FIFO未填满时并不会触发中断（FIFO满才会触发中断），结果造成最后接收的有效数据得不到处理的问题。有了接收超时功能后，如果接收FIFO未填满而对方发送已经停，则在不超过3个数据的接收时间内就会触发超时中断，因此数据会照常得到处理。
　　总之，FIFO的设计是优秀而合理的，它已经帮你想到了收发过程中存在的任何问题，只要初始化配置UART后，就可以放心收发了，FIFO和中断例程会自动搞定一切！
　　完全不必要担心FIFO大大减少了中断产生的次数而“可能”造成数据丢失的问题！
　　发送时，只要发送FIFO不满，数据只管往里连续放，放完后就直接退出发送子程序。随后，FIFO真正发送完成后会自动产生中断，通知主程序说：我已经完成真正的发送。
　　接收时，如果对方是连续不间断发送，则填满FIFO后会以中断的方式通知主程序说：现在有一批数据来了，请处理。
如果对方是间断性发送，也不要紧，当间隔时间过长时（2～3个字符传输时间），也会产生中断，这次是超时中断，通知主程序说：对方可能已经发送完毕，但FIFO未满，也请处理。
Stellaris系列ARM的UART模块包含有2个16字节的FIFO：一个用于发送，另一个用于接收。可以将两个FIFO分别配置为以不同深度触发中断。可供选择的配置包括：1/8、1/4、1/2、3/4和7/8深度。例如，如果接收FIFO选择1/4，则在UART接收到4个数据时产生接收中断。