SAM4E单片机之旅——8、UART初步

通信还是比让LED灯闪烁实用得多的。

这次试试使用UART，实现开发版和PC间的通信。功能比较简单，就是把PC发向开发版的内容发送回去。这次主要介绍一下UART的配置，至于通信，则使用较为简单的不断查询UART状态寄存器的循环实现。

一、 准备工作

UART作为异步串口通信协议的一种，所以必须先要准备一根串口线。用串口线将PC的串口和开发板的DBGU口连起来。

同时，在PC上需要准备好串口通信软件。

二、 电路

DBGU有两个引脚分别与PA10和PA9相连，这两个复用引脚的外设A即为UART0。

三、 PIO配置

需将PA9和PA10引脚两个引脚复用为外设A引脚。

四、 UART测试

为测试线缆的连接、串口通信软件是否正确，可以先使用UART的测试模式。在使用“自动回应模式”或者“远程回环模式”时，接收引脚均会和发送引脚相连，即发送端会接收到发送的数据。

以下为在UART_MR中选择“远程回环模式”时的代码：

UART0->UART_MR = UART_MR_CHMODE_REMOTE_LOOPBACK;

若PIO配置、线缆连接、PC端软件均无问题，则现在在PC端即可接收到原本发送的数据了。测试成功后注意删除相关的测试代码。

五、 UART配置

1. PMC时启用UART时钟

   PMC->PMC_PCER0 = (1 << ID_UART0);

2. 波特率设置

   波特率的计算方法为：MCK / ( CD * 16 )，其中CD在UART_BRGR中设置。

   因为CD必须为整数，所以能使用的波特率的值就较为有限了。同时，我所使用的串口通信软件只支持选择常用的波特率。而在通信过程中，对双方波特率的误差有一定的限制（如芯片手册中提到，不推荐USART在波特率误差超过5%时使用）。所以这更减少了波特率的选择范围。

   在使用默认MCK，即4 MHz的情况下，我选择使用一个较为慢速的波特率：19200 Hz。将CD的值设为13，使实际波特率为19230 Hz左右，即误差大概为0.1%。

   UART0->UART_BRGR = UART_BRGR_CD( 13 );

3. UART控制

   需要在UART控制寄存器（UART_CR）中使能接收器及发送器：

   UART0->UART_CR = UART_CR_RXEN | UART_CR_TXEN;

4. UART数据包格式

   本芯片的UART支持的格式仅有：8位数据位、发送时停止位为1位。但我们可以设置校验位，不过为了简单起见，这里不使用校验：

   UART0->UART_MR = UART_MR_PAR_NO;

六、 数据收发

通过不断查询状态寄存器的相关字段，以了解收发的状态，然后进行操作即可：

while(1)
{
	/* 接收*/
	while ((UART0->UART_SR & UART_SR_RXRDY) == 0)
		;
	data = UART0->UART_RHR;
 
	/* 发送*/
	while((UART0->UART_SR & UART_SR_TXRDY) == 0)
		;
	UART0->UART_THR = data;
}

七、 PC端配置

将PC端的串口通信格式设置如下：波特率 19200；数据位 8；停止位 1；校验 无。设置完成后即可通信。