TKM32F499评估板串口通信学习与实践笔记

时间：2020-09-08 02:11:10

关键字：串口通信评估板

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[导读]之前买了一块评估板，也写了相应的评测文章，链接如下： TKM32F499高性能MCU评估板试用之万事开头难，先点个灯来压压惊！我们在上面这篇文章已经领会了TKM32F499的强大了，接下来进入主题，串口通信实验。 1、TKM32F499通用异步收发器(UART)数据结构及参数描

之前买了一块评估板，也写了相应的评测文章，链接如下：

TKM32F499高性能MCU评估板试用之万事开头难，先点个灯来压压惊！

我们在上面这篇文章已经领会了TKM32F499的强大了，接下来进入主题，串口通信实验。

1、TKM32F499通用异步收发器(UART)数据结构及参数描述

在UART库的头文件里，UART由一个结构体进行维护：

typedef struct
{
  //波特率
  uint32_t UART_BaudRate;
  //数据长度
  uint16_t UART_WordLength;
  //停止位
  uint16_t UART_StopBits;
  //校验位
  uint16_t UART_Parity;
  //模式
  uint16_t UART_Mode;
  //硬件流控
  uint16_t UART_HardwareFlowControl;
} UART_InitTypeDef;

1.1 波特率

波特率是由波特率发生器产生的，这是一个专用16位的，UART波特率寄存器控制16 位自由运转的计数器的计数周期。提供期望的波特率和 Fosc（APB 时钟频率）

X = SPBRG 寄存器值 (1 to 65535)

1.2 数据长度

/** @defgroup UART_Word_Length
* @{
*/
#define UART_WordLength_5b                  ((uint16_t)0x0000)
#define UART_WordLength_6b                  ((uint16_t)0x0010)
#define UART_WordLength_7b                  ((uint16_t)0x0020)
#define UART_WordLength_8b                  ((uint16_t)0x0030)

一般在工程应用中都是选择UART_WordLength_8b

1.3 停止位

/** @defgroup UART_Stop_Bits
* @{
*/

#define UART_StopBits_1                     ((uint16_t)0x0000)
#define UART_StopBits_2                     ((uint16_t)0x0004)

#define IS_UART_STOPBITS(STOPBITS) (((STOPBITS) == UART_StopBits_1) || \
((STOPBITS) == UART_StopBits_2))

一般在工程应用中都是选择UART_StopBits_1

1.4 校验位

/** @defgroup UART_Parity
* @{
*/
#define UART_Parity_No                      ((uint16_t)0x0000)
#define UART_Parity_Even                    ((uint16_t)0x0003)
#define UART_Parity_Odd                     ((uint16_t)0x0001)
#define IS_UART_PARITY(PARITY) (((PARITY) == UART_Parity_No) || \
((PARITY) == UART_Parity_Even) || \
  ((PARITY) == UART_Parity_Odd))

一般在工程应用中都是选择UART_Parity_No(无校验)

1.5 串口模式

/** @defgroup UART_Mode
* @{
*/

#define UART_Mode_Rx                        ((uint16_t)0x0008)
#define UART_Mode_Tx                        ((uint16_t)0x0010)
#define IS_UART_MODE(MODE) ((((MODE) & (uint16_t)0xFFE7) == 0x00) && ((MODE) != (uint16_t)0x00))

这个指的是当前串口为可接收还是可发送，可以同时拥有，也可以单个选择，具体根据项目需求制定。

1.6 硬件流控

/** @defgroup UART_Hardware_Flow_Control
* @{
*/
#define UART_HardwareFlowControl_None       ((uint16_t)0x0000)

#define IS_UART_HARDWARE_FLOW_CONTROL(CONTROL)\
(((CONTROL) == UART_HardwareFlowControl_None) || \
  ((CONTROL) == UART_HardwareFlowControl_RTS) || \
    ((CONTROL) == UART_HardwareFlowControl_CTS) || \
      ((CONTROL) == UART_HardwareFlowControl_RTS_CTS))

一般工程应用中会直接将这个设置为UART_HardwareFlowControl_None 在HAL_uart.h库文件中提供了一系列操作接口：

void UART_DeInit(UART_TypeDef* UARTx);
void UART_Init(UART_TypeDef* UARTx, UART_InitTypeDef* UART_InitStruct);
void UART_StructInit(UART_InitTypeDef* UART_InitStruct);
void UART_Cmd(UART_TypeDef* UARTx, FunctionalState NewState);
void UART_ITConfig(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_IT, FunctionalState NewState);
void UART_DMACmd(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_DMAReq, FunctionalState NewState);
void UART_SendData(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t Data);
uint16_t UART_ReceiveData(UART_TypeDef* UARTx);
FlagStatus UART_GetFlagStatus(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_FLAG);
void UART_ClearFlag(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_FLAG);
ITStatus UART_GetITStatus(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_IT);
void UART_ClearITPendingBit(UART_TypeDef* UARTx, uint16_t UART_IT);

跟STM32操作类似，我们直接调就完了，不明白的地方直接看数据手册解决!

2、TKM32F499通用异步收发器(UART)使用

使用串口功能之前，还是一样，先确定我这边的需求，我这边需要接收一串以下格式的数据：

序号信号值差值\r\n

这个数据是我手上传感器发过来的数据，然后我用TKM32F499进行接收。

1、配置一路串口用于printf输出，这里选择UART4

电路原理图如下：

根据原理图写出以下初始化函数：

/*用于调试打印*/
void Uart4Init(int BaudRate)
{
    UART_InitTypeDef       UART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOD, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入

    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, GPIO_AF_UART_2345);
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART4, ENABLE);
    UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate; //波特率
    UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;//数据位
    UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;//停止位
    UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No ;
    UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;//输入输出模式
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_Init(UART4, &UART_InitStructure);
    UART_Cmd(UART4, ENABLE);  //UART 模块使能

    UART_ClearITPendingBit(UART4, 0xff);
}

调试不用增加接收功能，所以不需要写接收回调函数，但需要写一个串口重定向，并把微库勾上才能使用printf。

编写重定向函数：

int fputc(int ch, FILE *f)
{
    while((UART4->CSR & 0x1) == 0) {}
    UART4->TDR = (u8) ch;
    return ch;
}

2、配置一路串口用于接收传感器数据(这里选择接UART1)

电路原理图如下：

实现代码逻辑：

/*用于接收传感器数据*/
void Uart1Init(int BaudRate)
{
    UART_InitTypeDef       UART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_9;   //uart1_tx  pa9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 推挽复用输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10;  //uart1_rx  pa10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10, GPIO_AF_UART_1); //PA9、PA10复用为串口1
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_Pin_15, GPIO_AF_GPIO); //PA15复用为普通GPIO

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);
    UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate; //波特率
    UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;//数据位
    UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;//停止位
    UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No ;
    UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;//输入输出模式
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);
    UART_Cmd(UART1, ENABLE);  //UART 模块使能

    UART_ClearITPendingBit(UART1, 0xff);
	//这里需要进行接收，所以要打开接收中断
    UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);//使能接收中断
    NVIC_SetPriority(UART1_IRQn, 3);
    NVIC_EnableIRQ(UART1_IRQn);
}

定义回调函数，编写接收逻辑,传感器用一个结构体进行维护：

#define SENSOR_BUFFER_SIZE       42

typedef struct
{
    uint8_t  BufferReady;
    uint16_t Sensor_rx_count ;
    uint8_t  SensorRxBuffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];
    uint8_t  SensorTxBuffer[SENSOR_BUFFER_SIZE];
} Sensor_HandleTypeDef;
extern Sensor_HandleTypeDef    Sensor;

接收回调函数处理：

//串口1接收中断处理函数,打印传感器数据
void UART1_IRQHandler(void)
{
    u8 ucCh;

    /*当ISR位1为1时，表示接收到有效字节数据*/
    if(UART1->ISR & (1 << 1))
    {
        /*接收到了一个字节的数据*/
        ucCh = UART1->RDR;
        if('\n' != ucCh)
        {
            Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count++] = ucCh ;
        }
        else
        {
            /*如果接收的是\n，则上一个接收的数据为'\r'结束*/
            if('\r' == Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count - 1])
            {
                /*添加结束符*/
                Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count - 1] = 0x00 ;
                /*接收计数清0*/
                Sensor.Sensor_rx_count = 0 ;
                Sensor.BufferReady = 1 ;
            }
        }
        /*清除中断接收标志*/
        UART1->ICR |= 1 << 1;
    }
}

接收这里主要用到串口的接收数据寄存器、中断状态寄存器、中断清除寄存器

接收数据在程序里就是一个RDR的寄存器。其中在接收逻辑里需要去判断接收数据有效，最重要的是位1：

在每次收到一次有效数据，即发生了一次串口接收中断，我们接收完数据后需要及时对中断标志进行清除，这里最重要的是第一位：这些寄存器都是通过一个结构体进行维护：

/**
* @brief Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter
*/

typedef struct
{
  __IO uint32_t TDR;
  __IO uint32_t RDR;
  __IO uint32_t CSR;
  __IO uint32_t ISR;
  __IO uint32_t IER;
  __IO uint32_t ICR;
  __IO uint32_t GCR;
  __IO uint32_t CCR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t FRABRG;
  
} UART_TypeDef;

具体使用方法请参考TKM32F499的芯片数据手册，当然如果不习惯用寄存器进行操作，也可以使用好炬润官方的HAL lib，调用相应的库函数。串口应用逻辑编写完毕以后，接下来我们在主函数的循环内判断BufferReady标志就可以了：

while(1)
{
    if(1 == Sensor.BufferReady)
    {
        Sensor.BufferReady = 0;
        /*解析传感器数据*/
        Sensor_Detect_Process(Sensor.SensorRxBuffer);
        printf("流水号:%d  信号值:%d  差值:%d\n",sensor_data.Sensor_Serial_Number
                ,sensor_data.Sensor_TP1_Singal_Value,sensor_data.Sensor_TP1_Devalue
        );
        LCD_PutString(100, 60, (char *)Sensor.SensorRxBuffer, Red, Yellow, 1);
        status = !status;
        GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_15,status);
    }
}

最终效果，这里面还有我的其它逻辑：

如果对该评估板软件编程感兴趣的话，欢迎加我微信私聊交流~

TKM32F499评估板例程及资料下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1xujEO4vJ7i7UUK7v_fGNgw
提取码：g1y2

或者后台回复TK499即可获取。

往期精彩

bin文件转换为hex文件C语言实现

最近收集的开源项目专栏(持续更新,收好车轮,方便造车)

推荐三个我工作中经常使用的驱动大全wiki(建议收藏并转发让更多人知道！)

变量命名还在谷歌百度翻译？OUT啦!分享一个我日常工作中常用的变量命名神器！

若觉得本次分享的文章对您有帮助，随手点[在看]并转发分享，也是对我的支持。

免责声明：本文内容由21ic获得授权后发布，版权归原作者所有，本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点，不代表本平台立场，如有问题，请联系我们，谢谢！

TKM32F499评估板串口通信学习与实践笔记

1、TKM32F499通用异步收发器(UART)数据结构及参数描述

1.1 波特率

1.2 数据长度

1.3 停止位

1.4 校验位

1.5 串口模式

1.6 硬件流控

2、TKM32F499通用异步收发器(UART)使用

TKM32F499评估板例程及资料下载

往期精彩

阿维塔、赛力斯已入股！华为引望可能成“中国博世”

Trianz与AWS达成战略合作协议，彻底改变云采用和管理方式

人工智能驱动工具SODA V将颠覆汽车市场，使汽车开发时间和成本降低90%

从容应对未知风险----解密亚马逊云科技的韧性之道

中国游戏市场开始复苏！腾讯、网易等巨头缩减在日本投资

独立自主！华为董事：致力打造不依赖西方的技术

华为张平安：数字世界话语权最终由生态繁荣决定！

中国通信服务公布2024年中期业绩

NVI技术创新联盟成立！自主生态将带动产业链高速发展

软通动力与长三角投资达成战略合作共谋数字生态新发展

海南区6家凯悦系酒店与岚图达成战略合作，共同推动新能源出行体验

安岚携手妮可•巴菲特开启疗愈之旅在秋日红叶的浪漫中疗愈身心

不惧美国封锁！华为：我们给大家提供系统、存储等

尼尔森IQ深耕中国四十载，共绘未来新篇章

第二十二届跨盈年度B2B营销高管峰会2025聚焦"营销竞取，打破市场内卷实现认知进化"

恒久动力驰骋天地美孚1号携手周冠宇邀您纵擎驰骋，劲享驾趣体验

美通社母公司Cision发布CisionOne平台，进军亚太地区媒体监测市场

移远通信推出大模型解决方案，重塑千行百业智能边界

高途公布2024年第二季度未经审计业绩

华为发布AI百校计划：培养AI人才每年获最高100万支持