[SAM4N學習筆記]UART的使用

1、準備工做:

     將上一節搭建的工程複製一份，命名爲「3.uart」。這一節主要講如何使用SAM4N的UART功能，實現串口的收發。

2、程序編寫:

細心看數據手冊的朋友也許已經發現了，SAM4N有4個UART，還有3個USART哦，若是都配置成串口，那就足足有7個可用的串口了。也許不少人就疑惑了，UART和USART有啥區別啊？其實細節上我也不太懂有多少區別，看了數據手冊，大概就明白USART可用工做在SPI模式，可用使用硬件流控，可用設置不一樣數據位和中止位，功能比UART要強不少，UART不支持硬件流控，不支持SPI模式，不支持數據位和中止位編程。好了，下面咱就去試試UART是怎麼用的吧。

打開原理圖，可用看到有以下電路：

是的，這裏說明板子上的USB CDC虛擬串口設備鏈接在了SAM4N的PA10和PA9上，而這兩個正是UART0的UTXD和URXD。

經過上面這個表可用看出，UART0的URXD0是PA9的外設A功能，UTXD0是PA10的外設A功能。

要使用UART0，首先須要對它進行初始化配置，代碼以下：

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

* 函數名：UART0_Init()

* 參數  ：uint32_t buadrate 波特率

* 返回值：void

* 描述  ：UART0初始化函數，在使用UART0前先調用

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

void UART0_Init(uint32_t baudrate)

{

  uint32_t Fdiv =0;

/*禁止外設管理控制寄存器(PMC)寫保護*/

  PMC->PMC_WPMR = 0x504D4300;

  /*使能UART1和PIOA時鐘*/

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

                    (1UL << ID_UART0) ); 

/*使能外設管理控制寄存器(PMC)寫保護*/

  PMC->PMC_WPMR = 0x504D4301; 

  /*配置PA9爲UART0的RXD，PA10爲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);

/* 復位並禁止UART的發送和接收*/

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;

/*定義數據位爲8bit，中止位爲1，校驗位爲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接收和發送*/

UART0->UART_CR = UART_CR_RXEN | UART_CR_TXEN;

/*使能接收中斷*/

UART0->UART_IER=UART_IER_RXRDY;

   /*配置UART0的先佔優先級爲1，從優先級爲1*/

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

/*使能UART0的中斷通道*/

    NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);

}

第一步就是使能PIOA和UART0的時鐘，而後配置PIOA9和PIOA10鏈接到外設A功能，也就是URXD0和UTXD0功能，而後禁止PIOA9和PIOA10的GPIO功能，這樣PIOA9和PIOA10就配置成了URXD0和UTXD0。

接下來配置UART，首先復位UART0並禁止接收和發送，接着計算波特率分頻值，數據手冊給出以下計算公式，按照這個計算就好。

接下來配置UART的模式，這裏選擇普通模式，校驗位爲NONE，而後禁止DMA功能，由於沒有用DMA傳輸。

最後使能UART的收發，使能中斷，這樣算是完成了UART的配置了。

完成配置還不行，還須要一個接收和發送函數，代碼以下：

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

* 函數名：UART0_Handler()

* 參數  ：void

* 返回值：void

* 描述  ：UART0中斷服務函數

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

void UART0_Handler(void)

{

uint8_t temp;

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

{                                            //接收數據中斷

  temp= UART0->UART_RHR&0xff;          //接收一個字節

       UART0_SendByte(temp);          //將接收的數據發回

   }

}

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

* 函數名：UART0_SendByte()

* 參數  ：uint8_t c  要發送字符

* 返回值：void

* 描述  ：UART0發送一個字符函數

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

void UART0_SendByte(uint8_t c)

{

   while((UART0->UART_SR & UART_SR_TXEMPTY) == 0); //等待發送緩衝器爲空

   UART0->UART_THR=c; //將發送字符寫入發送保持寄存器

}

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

* 函數名：UART0_SendString()

* 參數  ：uint8_t *s  指向字符串的指針

* 返回值：void

* 描述  ：UART0發送字符串函數

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

void UART0_SendString(uint8_t *s)

{

  while(*s) //判斷是否到字符串末尾

  {

   UART0_SendByte(*s); //發送指針當前所指的字節

   s++; //地址加1

  }

}

這裏咱們使用的中斷接收方式，由於接收的數據只是用來實驗是否有接收到，全部這裏是收到後再發回去。接收時要讀取UART狀態寄存器UART_SR的值，看UART_SR_RXRDY位是否被置位，若是置位說明有數據接收。發送時要先檢測UART的發送數據寄存器UART_THR是否是爲空。

好了，這樣就完成UART0的驅動了，接下來按這樣的方法去配置其餘UART就均可以用了。

接下來還須要去實現int fputc(int ch,FILE *f)這個函數，試printf的打印輸出到UART0去，這樣就能夠在程序中使用printf()函數打印消息了，代碼以下：

int fputc(int ch,FILE *f)

{

  UART0_SendByte((uint8_t)ch); //發送1個字節

  return ch;    //返回 ch

}

在main.c中寫個簡單的測試程序，以下：

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);

}

}

   下載程序，打開串口調試工具，就能夠看到板子的串口輸出了，以下圖：

注意：使用printf須要把MicroLIB勾上，以下圖：