[SAM4N学习笔记]UART的使用

一、准备工作:

将上一节搭建的工程复制一份，命名为“3.uart”。这一节主要讲如何使用SAM4N的UART功能，实现串口的收发。

二、程序编写:

细心看数据手册的朋友也许已经发现了，SAM4N有4个UART，还有3个USART哦，如果都配置成串口，那就足足有7个可用的串口了。也许很多人就疑惑了，UART和USART有啥区别啊？其实细节上我也不太懂有多少区别，看了数据手册，大概就明白USART可用工作在SPI模式，可用使用硬件流控，可用设置不同数据位和停止位，功能比UART要强很多，UART不支持硬件流控，不支持SPI模式，不支持数据位和停止位编程。好了，下面咱就去试试UART是怎么用的吧。

打开原理图，可用看到有如下电路：

是的，这里说明板子上的USB CDC虚拟串口设备连接在了SAM4N的PA10和PA9上，而这两个正是UART0的UTXD和URXD。

通过上面这个表可用看出，UART0的URXD0是PA9的外设A功能，UTXD0是PA10的外设A功能。

要使用UART0，首先需要对它进行初始化配置，代码如下：

/**************************************************************************

* 函数名：UART0_Init()

* 参数：uint32_t buadrate 波特率

* 返回值：void

* 描述：UART0初始化函数，在使用UART0前先调用

**************************************************************************/

void UART0_Init(uint32_t baudrate)

{

uint32_t Fdiv =0;

/*禁止外设管理控制寄存器(PMC)写保护*/

PMC->PMC_WPMR = 0x504D4300;

/*使能UART1和PIOA时钟*/

PMC->PMC_PCER0 = ((1UL << ID_PIOA) |

(1UL << ID_UART0) );

/*使能外设管理控制寄存器(PMC)写保护*/

PMC->PMC_WPMR = 0x504D4301;

/*配置PA9为UART0的RXD，PA10为UART0的TXD*/

PIOA->PIO_IDR=(PIO_PA9A_URXD0|PIO_PA10A_UTXD0);

PIOA->PIO_PUDR=(PIO_PA9A_URXD0|PIO_PA10A_UTXD0);

PIOA->PIO_ABCDSR[0]&=~(PIO_PA9A_URXD0|PIO_PA10A_UTXD0);

PIOA->PIO_ABCDSR[1]&=~(PIO_PA9A_URXD0|PIO_PA10A_UTXD0);

PIOA->PIO_PDR=(PIO_PA9A_URXD0|PIO_PA10A_UTXD0);

/* 复位并禁止UART的发送和接收*/

UART0->UART_CR = UART_CR_RSTRX | UART_CR_RSTTX

| UART_CR_RXDIS | UART_CR_TXDIS;

/*配置UART0的波特率*/

Fdiv = (SystemCoreClock/ baudrate) /UART_MCK_DIV ;

if (Fdiv < UART_MCK_DIV_MIN_FACTOR || Fdiv > UART_MCK_DIV_MAX_FACTOR)

return ;

UART0->UART_BRGR=Fdiv;

/*定义数据位为8bit，停止位为1，校验位为NONE*/

UART0->UART_MR = UART_MR_PAR_NO|UART_MR_CHMODE_NORMAL;

/*禁止 DMA 通道 */

UART0->UART_PTCR = UART_PTCR_RXTDIS | UART_PTCR_TXTDIS;

/*使能UART接收和发送*/

UART0->UART_CR = UART_CR_RXEN | UART_CR_TXEN;

/*使能接收中断*/

UART0->UART_IER=UART_IER_RXRDY;

/*配置UART0的先占优先级为1，从优先级为1*/

NVIC_SetPriority(UART0_IRQn, ((0x01<<3)|0x01));

/*使能UART0的中断通道*/

NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);

}

第一步就是使能PIOA和UART0的时钟，然后配置PIOA9和PIOA10连接到外设A功能，也就是URXD0和UTXD0功能，然后禁止PIOA9和PIOA10的GPIO功能，这样PIOA9和PIOA10就配置成了URXD0和UTXD0。

接下来配置UART，首先复位UART0并禁止接收和发送，接着计算波特率分频值，数据手册给出如下计算公式，按照这个计算就好。

接下来配置UART的模式，这里选择普通模式，校验位为NONE，然后禁止DMA功能，因为没有用DMA传输。

最后使能UART的收发，使能中断，这样算是完成了UART的配置了。

完成配置还不行，还需要一个接收和发送函数，代码如下：

/**************************************************************************

* 函数名：UART0_Handler()

* 参数：void

* 返回值：void

* 描述：UART0中断服务函数

**************************************************************************/

void UART0_Handler(void)

{

uint8_t temp;

if((UART0->UART_SR& UART_SR_RXRDY)==1)

{ //接收数据中断

temp= UART0->UART_RHR&0xff; //接收一个字节

UART0_SendByte(temp); //将接收的数据发回

}

/*****************************************************************************

* 函数名：UART0_SendByte()

* 参数：uint8_t c 要发送字符

* 返回值：void

* 描述：UART0发送一个字符函数

**************************************************************************/

void UART0_SendByte(uint8_t c)

{

while((UART0->UART_SR & UART_SR_TXEMPTY) == 0); //等待发送缓冲器为空

UART0->UART_THR=c; //将发送字符写入发送保持寄存器

}

/******************************************************************************

* 函数名：UART0_SendString()

* 参数：uint8_t *s 指向字符串的指针

* 返回值：void

* 描述：UART0发送字符串函数

**************************************************************************/

void UART0_SendString(uint8_t *s)

{

while(*s) //判断是否到字符串末尾

{

UART0_SendByte(*s); //发送指针当前所指的字节

s++; //地址加1

}

这里我们使用的中断接收方式，因为接收的数据只是用来实验是否有接收到，所有这里是收到后再发回去。接收时要读取UART状态寄存器UART_SR的值，看UART_SR_RXRDY位是否被置位，如果置位说明有数据接收。发送时要先检测UART的发送数据寄存器UART_THR是不是为空。

好了，这样就完成UART0的驱动了，接下来按这样的方法去配置其他UART就都可以用了。

接下来还需要去实现int fputc(int ch,FILE *f)这个函数，试printf的打印输出到UART0去，这样就可以在程序中使用printf()函数打印消息了，代码如下：

int fputc(int ch,FILE *f)

{

UART0_SendByte((uint8_t)ch); //发送1个字节

return ch; //返回 ch

}

在main.c中写个简单的测试程序，如下：

int main(void)

{

systick_hw_init();

led_hw_init();

UART0_Init(115200);

UART0_SendString("hello,this is demo for uart\r\n");

while(1){

printf("hello,I am SAM4N\r\n");

led_hw_on();

delay_ms(500);

led_hw_off();

delay_ms(500);

}

下载程序，打开串口调试工具，就可以看到板子的串口输出了，如下图：

注意：使用printf需要把MicroLIB勾上，如下图：