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[導讀]之前買了一塊評估板，也寫了相應的評測文章，鏈接如下： TKM32F499高性能MCU評估板試用之萬事開頭難，先點個燈來壓壓驚！我們在上面這篇文章已經(jīng)領會了TKM32F499的強大了，接下來進入主題，串口通信實驗。 1、TKM32F499通用異步收發(fā)器(UART)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及參數(shù)描

之前買了一塊評估板，也寫了相應的評測文章，鏈接如下：

TKM32F499高性能MCU評估板試用之萬事開頭難，先點個燈來壓壓驚！

我們在上面這篇文章已經(jīng)領會了TKM32F499的強大了，接下來進入主題，串口通信實驗。

1、TKM32F499通用異步收發(fā)器(UART)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及參數(shù)描述

在UART庫的頭文件里，UART由一個結(jié)構(gòu)體進行維護：

typedef struct
{
  //波特率
  uint32_t UART_BaudRate;
  //數(shù)據(jù)長度
  uint16_t UART_WordLength;
  //停止位
  uint16_t UART_StopBits;
  //校驗位
  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

波特率是由波特率發(fā)生器產(chǎn)生的，這是一個專用16位的，UART波特率寄存器控制16 位自由運轉(zhuǎn)的計數(shù)器的計數(shù)周期。提供期望的波特率和 Fosc（APB 時鐘頻率）

X = SPBRG 寄存器值 (1 to 65535)

1.2 數(shù)據(jù)長度

/** @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)

一般在工程應用中都是選擇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))

一般在工程應用中都是選擇UART_StopBits_1

1.4 校驗位

/** @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))

一般在工程應用中都是選擇UART_Parity_No(無校驗)

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))

這個指的是當前串口為可接收還是可發(fā)送，可以同時擁有，也可以單個選擇，具體根據(jù)項目需求制定。

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))

一般工程應用中會直接將這個設置為UART_HardwareFlowControl_None 在HAL_uart.h庫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操作類似，我們直接調(diào)就完了，不明白的地方直接看數(shù)據(jù)手冊解決!

2、TKM32F499通用異步收發(fā)器(UART)使用

使用串口功能之前，還是一樣，先確定我這邊的需求，我這邊需要接收一串以下格式的數(shù)據(jù)：

序號信號值差值\r\n

這個數(shù)據(jù)是我手上傳感器發(fā)過來的數(shù)據(jù)，然后我用TKM32F499進行接收。

1、配置一路串口用于printf輸出，這里選擇UART4

電路原理圖如下：

根據(jù)原理圖寫出以下初始化函數(shù)：

/*用于調(diào)試打印*/
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; // 復用推挽輸出
    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; //上拉輸入

    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;//數(shù)據(jù)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;//輸入輸出模式
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_Init(UART4, &UART_InitStructure);
    UART_Cmd(UART4, ENABLE);  //UART 模塊使能

    UART_ClearITPendingBit(UART4, 0xff);
}

調(diào)試不用增加接收功能，所以不需要寫接收回調(diào)函數(shù)，但需要寫一個串口重定向，并把微庫勾上才能使用printf。

編寫重定向函數(shù)：

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傳感器數(shù)據(jù)(這里選擇接UART1)

電路原理圖如下：

實現(xiàn)代碼邏輯：

/*用于接收傳感器數(shù)據(jù)*/
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; // 推挽復用輸出
    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; //上拉輸入

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10, GPIO_AF_UART_1); //PA9、PA10復用為串口1
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_Pin_15, GPIO_AF_GPIO); //PA15復用為普通GPIO

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);
    UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate; //波特率
    UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;//數(shù)據(jù)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;//輸入輸出模式
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);
    UART_Cmd(UART1, ENABLE);  //UART 模塊使能

    UART_ClearITPendingBit(UART1, 0xff);
	//這里需要進行接收，所以要打開接收中斷
    UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);//使能接收中斷
    NVIC_SetPriority(UART1_IRQn, 3);
    NVIC_EnableIRQ(UART1_IRQn);
}

定義回調(diào)函數(shù)，編寫接收邏輯,傳感器用一個結(jié)構(gòu)體進行維護：

#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;

接收回調(diào)函數(shù)處理：

//串口1接收中斷處理函數(shù),打印傳感器數(shù)據(jù)
void UART1_IRQHandler(void)
{
    u8 ucCh;

    /*當ISR位1為1時，表示接收到有效字節(jié)數(shù)據(jù)*/
    if(UART1->ISR & (1 << 1))
    {
        /*接收到了一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/
        ucCh = UART1->RDR;
        if('\n' != ucCh)
        {
            Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count++] = ucCh ;
        }
        else
        {
            /*如果接收的是\n，則上一個接收的數(shù)據(jù)為'\r'結(jié)束*/
            if('\r' == Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count - 1])
            {
                /*添加結(jié)束符*/
                Sensor.SensorRxBuffer[Sensor.Sensor_rx_count - 1] = 0x00 ;
                /*接收計數(shù)清0*/
                Sensor.Sensor_rx_count = 0 ;
                Sensor.BufferReady = 1 ;
            }
        }
        /*清除中斷接收標志*/
        UART1->ICR |= 1 << 1;
    }
}

接收這里主要用到串口的接收數(shù)據(jù)寄存器、中斷狀態(tài)寄存器、中斷清除寄存器

接收數(shù)據(jù)在程序里就是一個RDR的寄存器。其中在接收邏輯里需要去判斷接收數(shù)據(jù)有效，最重要的是位1：

在每次收到一次有效數(shù)據(jù)，即發(fā)生了一次串口接收中斷，我們接收完數(shù)據(jù)后需要及時對中斷標志進行清除，這里最重要的是第一位：這些寄存器都是通過一個結(jié)構(gòu)體進行維護：

/**
* @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;

具體使用方法請參考TKM32F499的芯片數(shù)據(jù)手冊，當然如果不習慣用寄存器進行操作，也可以使用好炬潤官方的HAL lib，調(diào)用相應的庫函數(shù)。串口應用邏輯編寫完畢以后，接下來我們在主函數(shù)的循環(huán)內(nèi)判斷BufferReady標志就可以了：

while(1)
{
    if(1 == Sensor.BufferReady)
    {
        Sensor.BufferReady = 0;
        /*解析傳感器數(shù)據(jù)*/
        Sensor_Detect_Process(Sensor.SensorRxBuffer);
        printf("流水號:%d  信號值:%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);
    }
}

最終效果，這里面還有我的其它邏輯：

如果對該評估板軟件編程感興趣的話，歡迎加我微信私聊交流~

TKM32F499評估板例程及資料下載

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1xujEO4vJ7i7UUK7v_fGNgw
提取碼：g1y2

或者后臺回復TK499即可獲取。

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