Atmel SAM4E Xplained Pro学习笔记之串口

只看该作者 · 2021-10-26 10:55

现在我就来简单介绍SAM4E16E的串口，在SAM4E16E这款MCU中，有4个串口，分别是两个UART和两个USART。如下图：

这次我来使用板子上的UART1模块作为介绍。

首先在操作UART1时，我先得知道UART1挂在那个总线桥上，从手册中我们可以看出UART1是挂在桥1上，如下图：

接着我们就要找UART1对应的管脚，从手册中可以知道PIOA5和PIOA6是UART1的RX，TX脚，如下图：

光知道管脚是不行了，因为有些PIO口可以复用多种功能的管脚，如下手册PIO模块的截图可以知道，有些PIO口最多有4中功能复用：

然后我们跳转到手册关于这部分的介绍：

从上图可以看出，各个管脚的复用情况了，这个类比我数电的多路选择器。

接着下来，就看看串口寄存器部分：

相比PIO口来说，UART的寄存器少了不少，如下图UART的寄存器框图：

大家可以看到画着红色框的部分，这部分是Power Management Controller (PMC)电源管理模块，这个模块是控制了MCU上所有外设的时钟源。从下面截图的介绍可以看出：

所以当我们要用某个外设时一定要打开该外设的时钟。从串口这部分的内容也可以看出：

只看该作者 · 2021-10-26 10:57

那问题来了，我们怎么打开某个外设的时钟呢？？

我可以通过PMC的PMC Peripheral Clock Enable Register寄存器打开，这里分PMCPeripheral Clock Enable Register 0和PMCPeripheral Clock Enable Register 1，PMCPeripheral Clock Enable Register 0是管前32个外设的时钟源开关，PMCPeripheral Clock Enable Register 1管剩下外设的时钟源的来源，如下面手册的一段话，大意是要我们找对应外设的ID号：

然后可以通过PDF的查找功能找到这部分的详细资料，如下图我们可以查出UART1的外设ID号：

可以看出UART1是的ID号是45，这样我就可以直接对PMC_PCER1寄存器写入1 <<(45-32)也就是把PMC_PCER1（PMC Peripheral Clock Enable Register 1）的第13位置1，就是打开UART1的时钟源了。

串口这部分的寄存器的我就不多说了，大家可以自行去查E文手册。

现在我来理清下思路了：

使用串口时的步奏：

（1）初始化系统时钟和外设的时钟。

（2）设置相关PIO口的复用为UART的TX和RX脚，关闭PIO功能。大家要注意的是但凡你使用到某个外设，外设涉及到的PIO管脚一定要把PIO功能关闭。可以通过ioport_disable_port(xxx,xxx)的库函数关闭PIO功能，或者直接对PIO_PDR写1；例如：

ioport_disable_port(IOPORT_PIOA,(PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1));或者PIOA->PIO_PDR =(PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1);这两种写法一样的。

（3）设置UART的工作模式，波特率等

（4）实现用户功能。

关于波特率这里我要多补充几点：

设置波特率的是通过UART_BRGR（UART Baud Rate GeneratorRegister）波特率寄存器设定的。

只看该作者 · 2021-10-26 10:59

计算公式如下图：

分母是外设时钟，单位数HZ，把CD求出来，写入UART_BRGR寄存器即可。如我这里的外设时钟是24MHZ，则比特率应该填入的值如下：UART1->UART_BRGR = (24000000/(16*9600));

现在贴上我的源代码吧：

#include "asf.h"
#define STRING_EOL "\r"
#define STRING_HEADER "-- USART Serial Example --\r\n" \
"-- "BOARD_NAME" --\r\n" \
"-- Compiled: "__DATE__" "__TIME__" --"STRING_EOL
void Send_Data(uint8_t data);
#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART */
Send_Data((uint8_t) ch);
/* Loop until the end of transmission */
return ch;
}
static void configure_console(void)
{
const usart_serial_options_t uart_serial_options = {
.baudrate = 9600,
.paritytype = UART_MR_PAR_NO,
};
/* Configure console UART. */
sysclk_enable_peripheral_clock(ID_UART1);
stdio_serial_init(UART1, &uart_serial_options);
}
void Port_Init()
{
ioport_set_port_mode(IOPORT_PIOA,(PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1),IOPORT_MODE_MUX_C);//把PIOA5和PIOA6设置为UART1的TX和RX脚
ioport_disable_port(IOPORT_PIOA, (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1)); //关闭PIO功能
}
void Port_Regster_Init()
{
PIOA->PIO_ABCDSR[1] |= (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1); //把PIOA5和PIOA6设置为Peripheral C function模式
PIOA->PIO_ABCDSR[0] &= ~(PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1);
PIOA->PIO_PUDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1); //禁止上拉
PIOA->PIO_PPDDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1); //禁止下拉
PIOA->PIO_MDDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1);
PIOA->PIO_IFDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1);
PIOA->PIO_IFSCDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1);
PIOA->PIO_PDR = (PIO_PA5C_URXD1 | PIO_PA6C_UTXD1); //禁止PIO功能
}
uint32_t uart_mck;
void Config_Uart()
{
uart_mck = sysclk_get_peripheral_hz();
PMC->PMC_PCER1 = 1 << 13; //打开UART1的时钟源
UART1->UART_CR = UART_CR_RSTRX | UART_CR_RSTTX | UART_CR_RXDIS | UART_CR_TXDIS; //复位UART1
UART1->UART_MR = UART_MR_PAR_NO |UART_MR_CHMODE_NORMAL ; //设置UART1的模式为无奇偶校验，普通方式
UART1->UART_PTCR = UART_PTCR_RXTDIS | UART_PTCR_TXTDIS; //禁止发送和接受中断
UART1->UART_BRGR = (uart_mck/(16*9600)); //设置UART1的波特率
UART1->UART_CR = UART_CR_RXEN | UART_CR_TXEN; //使能UART1的发送和接收
}
uint8_t Uart_get()
{
uint8_t data;
while ((UART1->UART_SR & UART_SR_RXRDY) == 0) //检测是否接收到数据
;
data = UART1->UART_RHR; //接收到数据
return data;
}
void Send_Data(uint8_t data)
{
/* 发送*/
while((UART1->UART_SR & UART_SR_TXRDY) == 0) //检测是否准备发送数据
;
UART1->UART_THR = data; //发送数据
}
int main(void)
{
sysclk_init();
/**/
arch_ioport_init();
//configure_console();
Port_Regster_Init(); //初始化时钟
Config_Uart();
// pio_configure_pin(PIO_PA2_IDX,PIO_INPUT|PIO_PULLUP | PIO_DEFAULT);//把PIOA2脚设置为上拉输入模式
// pio_configure_pin(PIO_PD22_IDX,PIO_OUTPUT_1 | PIO_DEFAULT); //把PIOD22设置为输出模式
while(1)
{
uint8_t data;
data = Uart_get();
Send_Data(data);
//puts("\r\n");
// puts(STRING_HEADER);
/* if(!pio_get_pin_value(PIO_PA2_IDX) ) //检测PIOA2是否被按下，按下时管脚读回来的数值是0
{
while(!pio_get_pin_value(PIO_PA2_IDX));//检测按键是否松开
pio_toggle_pin(PIO_PD22_IDX);//翻转PIOD22管脚的电平
}
*/
}
}

复制代码

这里有两部分代码，一个是写寄存器的，一个是写库的，只要在主函数调用即可。

只看该作者 · 2021-10-26 11:02

附上测图：