【雅特力AT32】串口入门实战：轮询、中断、SWAP（收发管脚交换）功能

本文将会把数据手册结合三个案例讲解，需要看源码可以直接看后面。

但是代码一定要结合中断、收发配置部分来理解，这两部分不建议跳过！！！

串口协议层不再介绍，需要请移步：

【串口通信详解】USART/UART、RS232、RS485标准接口与协议特点解析

目录

  1. AT32 USART 功能描述
    1.1USART 引I脚说明
    1.2 波特率配置
    1.3 帧格式和配置流程
    1.4 模式选择

    1.4.1 双线单向全双工模式
    1.4.2 硬件流控模式
    1.4.3 同步模式
    1.4.4 RS485 模式

    1.5 中断
    1.6 DMA
    1.7 发送/接收配置流程

    1.7.1 发送器

    底层原理
    代码编写

    1.7.2 接收器

  2. 案例
    2.1注意
    2.2 源码

1. AT32 USART 功能描述

在这里插入图片描述

1.1 USART 引脚说明

  1. 任何 USART 双向通信至少需要两个脚：接收数据输入（RX） 和发送数据输出（TX）。

  • RX：串行数据输入端。利用过采样技术识别数据和噪音以恢复数据。

  • TX：串行数据输出端。当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的 I/O 端口配置。当发送器被激活，

    并且不发送数据时，TX 引脚处于高电平。在单线和智能卡模式里，此 I/O 口被同时用于数据的发送和接收。

  1. 在同步模式中需要下列引脚：
  • CK：发送器时钟输出。此引脚用于同步传输的时钟，（在 Start 位和 Stop 位上没有时钟脉冲，

软件可选地，可以在最后一个数据位送出一个时钟脉冲）。数据可以在 RX 上同步被接收。这可

以用来控制带有移位寄存器的外部设备（例如 LCD 驱动器）。时钟相位和极性都是软件可编程

的。在智能卡模式里，CK 可以为智能卡提供时钟。

  1. 在硬件流控制模式中需要下列引脚：

  • CTS：发送器输入端，硬件流控制模式发送使能信号。若为低电平，表明在当前数据传输结束时可继续下一次的数据发送；若为高电平，在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送。

  • RTS：接收器输出端，硬件流控制模式发送请求信号。若为低电平，表明 USART 准备好接收数据。

1.2 波特率配置

​ USART 波特率发生器以 PCLK 为基准，通过使用内部计数器，波特比率寄存器（USART_BAUDR）的分频系数 DIV 即为该计数器的溢出值，该计数器计满一次代表一位数据，所以每位数据位宽为 DIV

个 PCLK 周期。

​ 通过配置不同的系统时钟以及在波特比率寄存器（USART_BAUDR）中写入不同的值以产生特定的波特率，该值需要在 UEN 之前写入，且 UEN=1 时，不可更改这些位。具体的运算关系见如下公式：

在这里插入图片描述

​ 这里的𝑓𝐶𝐾是指 USART 的系统时钟（即对应的 PCLK1/PCLK2）。

​ 由于 USART 的接收器和发送器共用同一个波特率发生器，并且接收器将每位数据拆分为 16 份等长的部分以实现过采样，所以数据位宽不得小于 16 个 PCLK 周期，即 DIV 中的值必须大于 16。

注意：关闭 USART 接收器或发送器会使内部计数器复位，波特率发生器中止。

1.3 帧格式和配置流程

帧格式：

 USART 一笔数据帧由起始位，数据位，停止位依次组成，最后一位数据位可以作为校验位。在起始位期间，TX 脚处于低电平，在停止位期间处于高电平。 USART 一笔空闲帧的长度等于当前配置下数据帧的长度，但所有位都为 1，包括停止位。 USART 一笔间隔帧的长度等于当前配置下数据帧的长度加上停止位，停止位之前的所有位都等于 0。

配置流程：

 配置控制寄存器 1（USART_CTRL1）的 bit12 数据位个数位 DBN 置 8 位（DBN=0）或 9 位（DBN=1）数据位。 配置控制寄存器 2（USART_CTRL2）的 bit13:12 停止位个数位 STOPBN[1：0] 置 1 位（STOPBN=00）， 0.5 位（STOPBN=01）， 2 位（STOPBN=10）， 1.5 位（STOPBN=11）停止位。 配置控制寄存器 1（USART_CTRL1）的 bit10 奇偶校验使能位 PEN 置 1 使能校验控制，通过配置 bit9 奇偶校验选择位 PSEL 选择奇校验（PSEL=1）或偶检验（PSEL=0）， 校验控制使能后数据位的 MSB 将由奇偶校验位替代，即有效数据位减少一位。

注意：对于 AT32F435/437，配置数据位个数为 7 位时，需要置位 bit28 DBN1，请参见技术手册。出于本应用笔记的通用性考虑，后文未使用该配置。

在这里插入图片描述

1.4 模式选择

​ USART 模式选择器通过软件编程配置相应寄存器的方式，使得 USART 可以根据软件的不同配置工作在不同的工作模式下，以此能与使用不同通信协议的外设之间实现数据交换。

1.双线单向全双工模式	√
2.LIN模式
3.智能卡模式
4.红外模式
5.硬件流控模式	  √
6.静默模式
7.同步模式			√
8.RS485模式		  √

稍微介绍一下，详细见附件；

1.4.1 双线单向全双工模式

​ USART 支持 NRZ 标准格式（Mark/Space），默认选择使用双线单向全双工时， TX 管脚用于数据输出， RX 管脚用于数据输入， USART 接收器和发送器相互独立，这使得 USART 可以同时进行数据发送和数据接收，以此实现全双工通信。

​ USART 在配置控制寄存器 3（USART_CTRL3）的 bit3 单线双向半双工模式使能位 SLBEN 置 1 时选择使用单线双向半双工的方式进行数据通信，在此条件下， LINEN 位，CLKEN 位， SCMEN 位以及 IRDAEN 位需置 0。此时在 USART 内部， RX 管脚无效， TX 管脚和 SW_RX 管脚互连，对 USART 来说， TX 管脚用于数据输出， SW_RX 用于数据输入，对外设来说，数据都从 TX 管脚映射的 I/O 双向传输。

1.4.2 硬件流控模式

USART 支持 CTS/RTS（Clear To Send/Request To Send）硬件流操作。

将控制寄存器 3（USART_CTRL3）的 bit8 RTS 使能位 RTSEN 置 1，bit9 CTS 使能位 CTSEN 置 1，分别开启 RTS 和 CTS 流控制。

1.4.3 同步模式

在这里插入图片描述

1.4.4 RS485 模式

在这里插入图片描述

1.5 中断

USART 中断发生器是 USART 中断的控制中枢， USART 中断产生器会实时监测 USART 内部的中断源，并根据软件配置的相应中断源的中断使能位， 以此决定是否产生中断， 下表所示为 USART 的中断源以及相应的中断使能位，对相应的中断使能位置 1 时，即可在相应事件出现后产生中断。

在这里插入图片描述

1.6 DMA

在这里插入图片描述

1.7 发送/接收配置流程

1.7.1 发送器
底层原理

在这里插入图片描述

代码编写

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

1.7.2 接收器

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

案例

直接将三个案例放在一起了，注意：

  1. 轮询其实就是放到主函数里面轮询检测标志位，中断使能后就在处理函数里面进行检测标志位；
  2. 引脚互换
  3. 接收中断使能usart_transmit_receive_pin_swap

usart_transmit_receive_int(串口中断接收，手动发送字符串、数组、数字)

main.c

#include "at32a423_board.h"
#include "at32a423_clock.h"//#include "at32a423_usart.h"
#include "my_usart.h"
#include "string.h"uint8_t RxData;			//定义用于接收串口数据的变量/*** @brief  main function.* @param  none* @retval none*/
int main(void)
{system_clock_config();at32_board_init();usart_configuration();uint8_t text[30] = "fack! usart.\r\n";while(1){  if(at32_button_state() != RESET)					//按下则进行发送{delay_ms(5);if(at32_button_state() != RESET)UART_Write_Blocking(text, sizeof(text));		//发送字符串}if(Serial_GetRxFlag() == 1)						//如果接收到数据{at32_led_toggle(LED3);delay_ms(500);//printf("suceed!");}}
}

my_usart

#include "my_usart.h"uint8_t Serial_RxData;		//定义串口接收的数据变量
uint8_t Serial_RxFlag;		//定义串口接收的标志位变量uint8_t Serial_TxData;		//定义串口发送的数据变量
uint8_t Serial_TxFlag;		//定义串口发送的标志位变量#define COUNTOF(a)                       (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
#define USART2_TX_BUFFER_SIZE            (COUNTOF(usart2_tx_buffer) - 1)
#define USART3_TX_BUFFER_SIZE            (COUNTOF(usart3_tx_buffer) - 1)uint8_t usart2_tx_buffer[] = "usart transfer by interrupt: usart2 -> usart3 using interrupt";
uint8_t usart3_tx_buffer[] = "usart transfer by interrupt: usart3 -> usart2 using interrupt";
uint8_t usart2_rx_buffer[USART3_TX_BUFFER_SIZE];
uint8_t usart3_rx_buffer[USART2_TX_BUFFER_SIZE];
volatile uint8_t usart2_tx_counter = 0x00;
volatile uint8_t usart3_tx_counter = 0x00;
volatile uint8_t usart2_rx_counter = 0x00;
volatile uint8_t usart3_rx_counter = 0x00;
uint8_t usart2_tx_buffer_size = USART2_TX_BUFFER_SIZE;
uint8_t usart3_tx_buffer_size = USART3_TX_BUFFER_SIZE;/*** @brief  config usart* @param  none* @retval none*/
void usart_configuration(void)
{gpio_init_type gpio_init_struct;/* enable the usart2 and gpio clock */crm_periph_clock_enable(CRM_USART2_PERIPH_CLOCK, TRUE);crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);/* configure the usart2 tx, rx pin */gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;gpio_init_struct.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3;gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);gpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE2, GPIO_MUX_7);	//txgpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE3, GPIO_MUX_7);	//rx/* config usart nvic interrupt */nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);nvic_irq_enable(USART2_IRQn, 0, 0);/* configure usart2 param */usart_init(USART2, 115200, USART_DATA_8BITS, USART_STOP_1_BIT);	// USART2 初始化配置/*使能 USART2 收发 */usart_transmitter_enable(USART2, TRUE);							// USART2 发送使能usart_receiver_enable(USART2, TRUE);								// USART2 接收使能/* enable usart2 and usart3 interrupt */usart_interrupt_enable(USART2, USART_RDBF_INT, TRUE);				//使能 USART2 的接收 缓冲区 非空中断usart_enable(USART2, TRUE);										//使能 USART2 模块//usart_interrupt_enable(USART2, USART_TDBE_INT, TRUE);			//使能 USART2 的发送数据 缓冲区 空中断}/*** 函    数：USART2中断函数* 参    数：无* 返 回 值：无* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行*           函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制*           请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入*/
void USART2_IRQHandler(void)
{if(usart_flag_get(USART2, USART_RDBF_FLAG) != RESET) // 接收数据缓冲区满标志{//接收不定长数据meset//Serial_RxFlag = 1;										//置接收标志位变量为1Serial_RxData = usart_data_receive(USART2);				//读取数据寄存器，存放在接收的数据变量printf("Received data from USART2: %s\r\n", &Serial_RxData);	//board中已将usart1的tx重定向printf，测试使用//void usart_flag_clear(usart_type* usart_x, uint32_t flag);usart_flag_clear(USART2, USART_RDBF_FLAG);			//清除USART1的RDBF标志位//读取数据寄存器会自动清除此标志位//如果已经读取了数据寄存器，也可以不执行此代码}/*  学习测试打开发送中断则用，平时用下面定义的发送函数即可；注意一旦缓冲区为非零，这个中断会一直产生，发送缓冲区数据。软件写入的值会先存储在发送数据缓冲器（TDR）中，当发送移位寄存器为空时，USART 会将发送数据缓冲器中的值移入到发送移位寄存器*/
//    if (usart_flag_get(USART2, USART_TDBE_FLAG) != RESET) // 发送缓冲区空标志，缓冲区非空则之前的数据未发送完毕
//    {
//		
//		while(usart_flag_get(USART2, USART_TDBE_FLAG) == RESET)//at32_led_on(LED2);//等待发送完成，进行数据发送
//		usart_flag_clear(USART2, USART_TDBE_FLAG);
//		
//		Serial_TxFlag = 1;
//		Serial_TxData = 0x00;		//相当于数据缓冲区，为零，下面不会进行数据发送，非0则发送数据，可以自己改下试试。
//		
//		usart_data_transmit(USART2, Serial_GetTxData());		//Serial_TxData就是 Serial_GetTxData()
//		
//		usart_flag_clear(USART2,USART_TDBE_FLAG);			//清除USART1的TDBE标志位
//															//读取数据寄存器会自动清除此标志位
//															//如果已经读取了数据寄存器，也可以不执行此代码
//    }}/*** 函    数：获取串口接收标志位* 参    数：无* 返 回 值：串口接收标志位，范围：0~1，接收到数据后，标志位置1，读取后标志位自动清零*/
uint8_t Serial_GetTxFlag(void)
{if (Serial_TxFlag == 1)			//如果标志位为1{Serial_TxFlag = 0;return 1;					//则返回1，并自动清零标志位}return 0;						//如果标志位为0，则返回0
}/*** 函    数：获取串口接收标志位* 参    数：无* 返 回 值：串口接收标志位，范围：0~1，接收到数据后，标志位置1，读取后标志位自动清零*/
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{if (Serial_RxFlag == 1)			//如果标志位为1{Serial_RxFlag = 0;return 1;					//则返回1，并自动清零标志位}return 0;						//如果标志位为0，则返回0
}/*** 函    数：获取串口接收的数据* 参    数：无* 返 回 值：接收的数据，范围：0~255*/
uint8_t Serial_GetRxData(void)
{return Serial_RxData;			//返回接收的数据变量
}#define MY_USART USART2/*** 函    数：串口发送一个数组* 参    数：Array 要发送数组的首地址* 参    数：Length 要发送数组的长度* 返 回 值：无*/
void UART_Write_Blocking(uint8_t* data,uint16_t size)
{uint16_t i=0;while(usart_flag_get(MY_USART, USART_TDBE_FLAG) == RESET);		//传输数据缓冲区空标志usart_flag_clear(MY_USART, USART_TDBE_FLAG);for(i=0;i<size;i++){usart_data_transmit(MY_USART, (uint16_t)data[i]);while(usart_flag_get(MY_USART, USART_TDC_FLAG) == RESET);usart_flag_clear(MY_USART,USART_TDC_FLAG);}
}/*** 函    数：串口发送一个字节* 参    数：Byte 要发送的一个字节* 返 回 值：无*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{while(usart_flag_get(MY_USART, USART_TDBE_FLAG) == RESET);		//传输数据缓冲区空标志usart_flag_clear(MY_USART, USART_TDBE_FLAG);usart_data_transmit(USART1, Byte);		//将字节数据写入数据寄存器，写入后USART自动生成时序波形	while(usart_flag_get(MY_USART, USART_TDC_FLAG) == RESET);	//等待发送完成/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位，故此循环后，无需清除标志位*/usart_flag_clear(MY_USART,USART_TDC_FLAG);}/*** 函    数：串口发送一个数组* 参    数：Array 要发送数组的首地址* 参    数：Length 要发送数组的长度* 返 回 值：无*/
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{uint16_t i;for (i = 0; i < Length; i ++)		//遍历数组{Serial_SendByte(Array[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据}
}/*** 函    数：串口发送一个字符串* 参    数：String 要发送字符串的首地址* 返 回 值：无*/
void Serial_SendString(char *String)
{uint8_t i;for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组（字符串），遇到字符串结束标志位后停止{Serial_SendByte(String[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据}
}/*** 函    数：次方函数（内部使用）* 返 回 值：返回值等于X的Y次方*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{uint32_t Result = 1;	//设置结果初值为1while (Y --)			//执行Y次{Result *= X;		//将X累乘到结果}return Result;
}/*** 函    数：串口发送数字* 参    数：Number 要发送的数字，范围：0~4294967295* 参    数：Length 要发送数字的长度，范围：0~10* 返 回 值：无*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{uint8_t i;for (i = 0; i < Length; i ++)		//根据数字长度遍历数字的每一位{Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');	//依次调用Serial_SendByte发送每位数字}
}///**
//  * 函    数：使用printf需要重定向的底层函数
//  * 参    数：保持原始格式即可，无需变动
//  * 返 回 值：保持原始格式即可，无需变动
//  */
//int fputc(int ch, FILE *f)
//{
//	Serial_SendByte(ch);			//将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
//	return ch;
//}///**
//  * 函    数：自己封装的prinf函数
//  * 参    数：format 格式化字符串
//  * 参    数：... 可变的参数列表
//  * 返 回 值：无
//  */
//void Serial_Printf(char *format, ...)
//{
//	char String[100];				//定义字符数组
//	va_list arg;					//定义可变参数列表数据类型的变量arg
//	va_start(arg, format);			//从format开始，接收参数列表到arg变量
//	vsprintf(String, format, arg);	//使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
//	va_end(arg);					//结束变量arg
//	Serial_SendString(String);		//串口发送字符数组（字符串）
//}

my_usart.h

#ifndef __MY_USART_H
#define __MY_USART_H#include "at32a423_board.h"
#include "at32a423_usart.h"#include "stdarg.h"
//#include "stdint.h"void usart_configuration(void);											uint8_t Serial_GetRxFlag(void);											
uint8_t Serial_GetRxData(void);											void UART_Write_Blocking(uint8_t* data,uint16_t size);	void Serial_SendByte(uint8_t Byte);	
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
//void Serial_Printf(char *format, ...);#endif

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【重学 MySQL】三十四、加密与解密函数 在 MySQL 中&#xff0c;加密与解密函数是保护数据安全的重要手段&#xff0c;它们允许开发者在存储和传输敏感数据时保持数据的保密性。 函数名描述返回值类型备注AES_ENCRYPT(str, key_str)使用 AES 算法加密字符串BLOB返回加密后的二…
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梯度的定义是什么？一阶梯度、二阶梯度对应的优化器是什么？

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梯度 梯度的定义一阶梯度、二阶梯度对应的优化器 梯度的定义 梯度的定义主要出现在多元函数的微分学中&#xff0c;是一个向量场&#xff0c;表示某一函数在该点处的方向导数沿着该方向取得最大值&#xff0c;即函数在该点处沿着该方向&#xff08;此梯度的方向&#xff09;变…
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好用的网页翻译插件

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软件介绍 「火山翻译&#xff0c;开箱即用免配置&#xff0c;完全免费无广告&#xff0c;开发的多语言翻译插件&#xff0c;基本涵盖众多小语种及国际通用语言的翻译&#xff0c;支持网页一键翻译、划词翻译、英语词典、生词本、吐司弹词记忆等丰富能力。 下载方式 请看文章…
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Red Hat 和 Debian Linux 对比

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原图的作者(https://bbs.deepin.org/post/209759) Red Hat Enterprise Linux https://www.redhat.com/ CentOS Linux https://www.centos.org/ Fedora Linux https://fedoraproject.org/ Debian https://www.debian.org/ Ubuntu https://cn.ubuntu.com/ https://ubuntu.c…
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