【我要分享】Cortex-M3 (NXP LPC1788)之UART用法

sorpher

在工作中经常将平台的串口和PC机连接，通过串口打印信息进行程序调试。LPC1788共有5个串口Uart0~Uart4，跟具开发板的资源，将使用Uart2进行简单的串口输出和输入中断的操作。开发板上使用74HC4052多路开关对UART2的RXD和TXD进行选择，使用SP3243E进行3.0V到5.5V的RS-232电平转换。查看手册配置好相关的跳线帽，保证DB口上的串口输出采用的是Uart2。

下面介绍Uart相关系统配置和Uart模块的配置。Uart的时钟采用PCLK，我们配置系统的CCLK为120M，PCLK为60M，后面设置串口的波特率就采用PLCK进行计算。要使用串口2的功能需要使能系统时钟控制PCONP，以及配置GPIO管脚为Uart2的RXD和TXD功能。要实现通信，我们需要设置数据的格式，包括传输的波特率，数据长度，停止位，以及校验等，这些数据在线性控制寄存器UnLCR中控制。波特率的产生需要经过分数波特率分频器UnFDR和主分频器DLL，DLM。计数公式如下图。



根据计算，当PLCK=60M，波特率为115200，数据位为8，停止位为1，无校验，则DLL = 22， DLM =0， DivAddVal =1， MulVal = 2 ，线性控制寄存器中的值为0x3。

要通过串口发送数据时，只需要把要发送的数据写入发送保持寄存器UnTHR，系统就会通过移位寄存器将数据通过串口发送。为了了解系统的发送状态，还需要线性状态寄存器UnLSR，例如程序中使用该该寄存器的第5位判断发怂保持寄存器是否为空，防止数据溢出。

如果需要进行串口的中断操作，还需要对串口中断进行配置，如串口中断使能寄存器UnIER和串口中断标识寄存器UnIIR。程序中使用到了串口2的接收中断，为此在中断使能设置寄存器ISER中使能UART2中断，在串口中断使能寄存器UnIER中使能串口的接收中断，该中断同时使能了字符接收超时中断。UART2的RXD管脚接收到数据将存放在FIFO中，程序中配置接收FIFO的触发条件为1个字节，即有接收到数据就触发。中断触发后，我们可以根据中断标识寄存器UnIIR判断到底是串口的接收中断，超时中断，发送中断等。进入中断以后，接收中断和超时中断，都可以通过读取接收缓存寄存器UnRBR进行中断复位，使下次中断可以发生。

下面的程序例子，程序开始打印菜单，PC串口软件发送一个字节数据给开发板，开发板接收到数据后将读取UnRBR前后的中断标识寄存器IIR的值，以及接收到的值发送回给PC。如果是0x5a或者0xa5还可以打开或者关闭LED指示灯。

1. 
   
2.     #define CCLK        120000000
   
3.     #define PCLK         60000000
   
4.      
   
5.     #define rFIO1DIR    (*(volatile unsigned*)(0x20098020))
   
6.     #define rFIO1MASK   (*(volatile unsigned*)(0x20098030))
   
7.     #define rFIO1PIN    (*(volatile unsigned*)(0x20098034))
   
8.     #define rFIO1SET    (*(volatile unsigned*)(0x20098038))
   
9.     #define rFIO1CLR    (*(volatile unsigned*)(0x2009803c))
   
10.      
    
11.     #define rISER0      (*(volatile unsigned*)(0xE000E100))
    
12.      
    
13.     #define rCLKSRCSEL  (*(volatile unsigned *)(0x400FC10C))     //时钟源选择寄存器   
    
14.     #define rPLL0CON    (*(volatile unsigned *)(0x400FC080))     //PLL0控制寄存器   
    
15.     #define rPLL0CFG    (*(volatile unsigned *)(0x400FC084))     //PLL0配置寄存器   
    
16.     #define rPLL0STAT   (*(volatile unsigned *)(0x400FC088))     //PLL0状态寄存器   
    
17.     #define rPLL0FEED   (*(volatile unsigned *)(0x400FC08C))     //PLL0馈送寄存器   
    
18.     #define rPLL1CON    (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A0))        
    
19.     #define rPLL1CFG    (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A4))   
    
20.     #define rPLL1STAT   (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A8))   
    
21.     #define rPLL1FEED   (*(volatile unsigned *)(0x400FC0AC))   
    
22.     #define rCCLKSEL    (*(volatile unsigned *)(0x400FC104))     //CPU时钟选择寄存器   
    
23.     #define rUSBCLKSEL  (*(volatile unsigned *)(0x400FC108))     //USB时钟选择寄存器   
    
24.     #define rPCLKSEL    (*(volatile unsigned *)(0x400FC1A8))     //外设时钟寄存器   
    
25.     #define rPCON       (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C0))   
    
26.     #define rPXCONP     (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C4))   
    
27.     #define rSCS        (*(volatile unsigned *)(0x400FC1A0))     //系统控制和状态寄存器   
    
28.     #define rCLKOUTCFG  (*(volatile unsigned *)(0x400FC1C8))
    
29.      
    
30.     #define rIOCON_P0_10    (*(volatile unsigned *)(0x4002C028))
    
31.     #define rIOCON_P0_11    (*(volatile unsigned *)(0x4002C02C))
    
32.     #define rPCONP      (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C4))
    
33.     #define rU2LCR      (*(volatile unsigned *)(0x4009800C))
    
34.     #define rU2FDR      (*(volatile unsigned *)(0x40098028))
    
35.     #define rU2DLL      (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
36.     #define rU2DLM      (*(volatile unsigned *)(0x40098004))
    
37.     #define rU2TER      (*(volatile unsigned *)(0x40098030))
    
38.     #define rU2THR      (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
39.     #define rU2RBR      (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
40.     #define rU2FCR      (*(volatile unsigned *)(0x40098008))
    
41.     #define rU2IIR      (*(volatile unsigned *)(0x40098008))
    
42.     #define rU2LSR      (*(volatile unsigned *)(0x40098014))
    
43.     #define rU2IER      (*(volatile unsigned *)(0x40098004))
    
44.     #define rU2ACR      (*(volatile unsigned *)(0x40098020))
    
45.      
    
46.     void UART2_IRQHandler()
    
47.     {
    
48.         unsigned int intId;
    
49.         char tmp_char;
    
50.          
    
51.         intId = rU2IIR&0xf;
    
52.         rU2THR = intId;
    
53.          
    
54.         if(intId == 0xc || intId == 0x4)    //RDA或者CTI中断
    
55.         {
    
56.             rU2LCR &= ~(0x1<<7);  //DLAB=0
    
57.             tmp_char = rU2RBR&0xff;
    
58.             rU2THR = tmp_char;
    
59.         }
    
60.         intId = rU2IIR&0xf;
    
61.         rU2THR = intId;
    
62.      
    
63.             
    
64.         if(tmp_char == 0xa5)
    
65.             rFIO1PIN |= (1<<18);
    
66.         elseif(tmp_char == 0x5a)
    
67.             rFIO1PIN &= ~(1<<18);
    
68.     }
    
69.          
    
70.     void SystemInit()   
    
71.     {   
    
72.         rSCS &= ~(0x1<<4);            //频率12M   
    
73.         rSCS |= (0x1<<5);             //使能主振荡器   
    
74.         while(0 == (rSCS & (0x1<<6)));//等待主振荡器稳定   
    
75.            
    
76.         rCLKSRCSEL = 0x1;   
    
77.            
    
78.         rPLL0CFG = 0x9;                 //配置CCLK = 120M   
    
79.         rPLL0CON = 0x01;   
    
80.         rPLL0FEED = 0xAA;   
    
81.         rPLL0FEED =0x55;   
    
82.         while(0 == (rPLL0STAT & (0x1<<10)));   
    
83.            
    
84.         rCCLKSEL = (0x1 | (0x1<<8));   
    
85.         rPCLKSEL = 0x2;                 //配置PCLK = 60M   
    
86.         rCLKOUTCFG = 0x0 | (0xb<<4) | (0x1<<8);   
    
87.     }
    
88.      
    
89.     void Init_Uart2()
    
90.     {   
    
91.         rPCONP |= 0x1<<24;    //使能UART2功率控制
    
92.          
    
93.         rIOCON_P0_10 = (rIOCON_P0_10 & (~0x7)) | 0x1;   //P0.10 P0.11做UART2的发送和接收管脚
    
94.         rIOCON_P0_11 = (rIOCON_P0_11 & (~0x7)) | 0x1;
    
95.      
    
96.         rU2LCR |= 0x1<<7;     //DLAB=1
    
97.         rU2FDR = 1 | 2<<4;    //波特率设置115200
    
98.         rU2DLM = 0;
    
99.         rU2DLL = 22;
    
100.         rU2LCR &= ~(0x1<<7);  //DLAB=0
     
101.         rU2LCR |= 0x3;          //8位数据位，无校验，1个停止位
     
102.          
     
103.         rU2TER |= 0x1<<7;     //使能串口2的发送
     
104.          
     
105.         rU2IER |= 0x1;          //使能串口2的接收中断
     
106.         rU2FCR |= 0x1;          //复位FIFO,设置接收1个字符触发中断
     
107.         rU2FCR |= 0x1<<1 | 0x1<<2;
     
108.         rISER0 |= 0x1<<7;     //使能串口2中断
     
109.          
     
110.     }
     
111.      
     
112.     void Uart2SendC(char c)
     
113.     {
     
114.         rU2THR = c & 0xff;
     
115.         while(!(rU2LSR&(0x1<<5)));    //等待rU2THR中的数据发送完成，防止数据溢出
     
116.     }
     
117.      
     
118.     void Uart2SendS(char *s)
     
119.     {
     
120.         while(*s)
     
121.         {
     
122.             Uart2SendC(*s);
     
123.             s++;
     
124.         }
     
125.     }
     
126.      
     
127.     int main(void)
     
128.     {
     
129.         char str[] = {"\n\r1, Display the U2IIR[3:0] + Data + U2IIR[3:0]\n\r2, Send 0x5a ---> Turn on the LED\n\r3, Send 0xa5 --->Turn off the LED\n\r"};
     
130.         rFIO1DIR |= (1<<18); //GPIO1.18 -> OUTPUT
     
131.         Init_Uart2();
     
132.         Uart2SendS(str);
     
133.         while(1);
     
134.     }
     

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1. #define CCLK                120000000
   
2. #define PCLK                 60000000
   
3. 
   
4. #define rFIO1DIR        (*(volatile unsigned*)(0x20098020))
   
5. #define rFIO1MASK         (*(volatile unsigned*)(0x20098030))
   
6. #define rFIO1PIN        (*(volatile unsigned*)(0x20098034))
   
7. #define rFIO1SET        (*(volatile unsigned*)(0x20098038))
   
8. #define rFIO1CLR        (*(volatile unsigned*)(0x2009803c))
   
9. 
   
10. #define rISER0          (*(volatile unsigned*)(0xE000E100))
    
11. 
    
12. #define rCLKSRCSEL  (*(volatile unsigned *)(0x400FC10C))     //时钟源选择寄存器  
    
13. #define rPLL0CON    (*(volatile unsigned *)(0x400FC080))     //PLL0控制寄存器  
    
14. #define rPLL0CFG    (*(volatile unsigned *)(0x400FC084))     //PLL0配置寄存器  
    
15. #define rPLL0STAT   (*(volatile unsigned *)(0x400FC088))     //PLL0状态寄存器  
    
16. #define rPLL0FEED   (*(volatile unsigned *)(0x400FC08C))     //PLL0馈送寄存器  
    
17. #define rPLL1CON    (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A0))      
    
18. #define rPLL1CFG    (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A4))  
    
19. #define rPLL1STAT   (*(volatile unsigned *)(0x400FC0A8))  
    
20. #define rPLL1FEED   (*(volatile unsigned *)(0x400FC0AC))  
    
21. #define rCCLKSEL    (*(volatile unsigned *)(0x400FC104))     //CPU时钟选择寄存器  
    
22. #define rUSBCLKSEL  (*(volatile unsigned *)(0x400FC108))     //USB时钟选择寄存器  
    
23. #define rPCLKSEL    (*(volatile unsigned *)(0x400FC1A8))     //外设时钟寄存器  
    
24. #define rPCON       (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C0))  
    
25. #define rPXCONP     (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C4))  
    
26. #define rSCS        (*(volatile unsigned *)(0x400FC1A0))     //系统控制和状态寄存器  
    
27. #define rCLKOUTCFG  (*(volatile unsigned *)(0x400FC1C8))
    
28. 
    
29. #define rIOCON_P0_10        (*(volatile unsigned *)(0x4002C028))
    
30. #define rIOCON_P0_11        (*(volatile unsigned *)(0x4002C02C))
    
31. #define rPCONP                (*(volatile unsigned *)(0x400FC0C4))
    
32. #define rU2LCR          (*(volatile unsigned *)(0x4009800C))
    
33. #define rU2FDR                (*(volatile unsigned *)(0x40098028))
    
34. #define rU2DLL                (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
35. #define rU2DLM                (*(volatile unsigned *)(0x40098004))
    
36. #define rU2TER                (*(volatile unsigned *)(0x40098030))
    
37. #define rU2THR                (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
38. #define rU2RBR                (*(volatile unsigned *)(0x40098000))
    
39. #define rU2FCR                (*(volatile unsigned *)(0x40098008))
    
40. #define rU2IIR                (*(volatile unsigned *)(0x40098008))
    
41. #define rU2LSR                (*(volatile unsigned *)(0x40098014))
    
42. #define rU2IER                (*(volatile unsigned *)(0x40098004))
    
43. #define rU2ACR                (*(volatile unsigned *)(0x40098020))
    
44. 
    
45. void UART2_IRQHandler()
    
46. {
    
47.         unsigned int intId;
    
48.         char tmp_char;
    
49.        
    
50.         intId = rU2IIR&0xf;
    
51.         rU2THR = intId;
    
52.        
    
53.         if(intId == 0xc || intId == 0x4)        //RDA或者CTI中断
    
54.         {
    
55.                 rU2LCR &= ~(0x1<<7);        //DLAB=0
    
56.                 tmp_char = rU2RBR&0xff;
    
57.                 rU2THR = tmp_char;
    
58.         }
    
59.         intId = rU2IIR&0xf;
    
60.         rU2THR = intId;
    
61. 
    
62.                
    
63.         if(tmp_char == 0xa5)
    
64.                 rFIO1PIN |= (1<<18);
    
65.         else if(tmp_char == 0x5a)
    
66.                 rFIO1PIN &= ~(1<<18);
    
67. }
    
68.        
    
69. void SystemInit()  
    
70. {  
    
71.     rSCS &= ~(0x1<<4);            //频率12M  
    
72.     rSCS |= (0x1<<5);             //使能主振荡器  
    
73.     while(0 == (rSCS & (0x1<<6)));//等待主振荡器稳定  
    
74.       
    
75.     rCLKSRCSEL = 0x1;  
    
76.       
    
77.     rPLL0CFG = 0x9;                 //配置CCLK = 120M  
    
78.     rPLL0CON = 0x01;  
    
79.     rPLL0FEED = 0xAA;  
    
80.     rPLL0FEED =0x55;  
    
81.     while(0 == (rPLL0STAT & (0x1<<10)));   
    
82.       
    
83.     rCCLKSEL = (0x1 | (0x1<<8));  
    
84.     rPCLKSEL = 0x2;                 //配置PCLK = 60M   
    
85.     rCLKOUTCFG = 0x0 | (0xb<<4) | (0x1<<8);  
    
86. }
    
87. 
    
88. void Init_Uart2()
    
89. {       
    
90.         rPCONP |= 0x1<<24;          //使能UART2功率控制
    
91.        
    
92.         rIOCON_P0_10 = (rIOCON_P0_10 & (~0x7)) | 0x1;        //P0.10 P0.11做UART2的发送和接收管脚
    
93.         rIOCON_P0_11 = (rIOCON_P0_11 & (~0x7)) | 0x1;
    
94. 
    
95.         rU2LCR |= 0x1<<7;                //DLAB=1
    
96.         rU2FDR = 1 | 2<<4;          //波特率设置115200
    
97.         rU2DLM = 0;
    
98.         rU2DLL = 22;
    
99.         rU2LCR &= ~(0x1<<7);        //DLAB=0
    
100.         rU2LCR |= 0x3;                  //8位数据位，无校验，1个停止位
     
101.        
     
102.         rU2TER |= 0x1<<7;                //使能串口2的发送
     
103.        
     
104.         rU2IER |= 0x1;                  //使能串口2的接收中断
     
105.         rU2FCR |= 0x1;                  //复位FIFO,设置接收1个字符触发中断
     
106.         rU2FCR |= 0x1<<1 | 0x1<<2;
     
107.         rISER0 |= 0x1<<7;                //使能串口2中断
     
108.        
     
109. }
     
110. 
     
111. void Uart2SendC(char c)
     
112. {
     
113.         rU2THR = c & 0xff;
     
114.         while(!(rU2LSR&(0x1<<5)));          //等待rU2THR中的数据发送完成，防止数据溢出
     
115. }
     
116. 
     
117. void Uart2SendS(char *s)
     
118. {
     
119.         while(*s)
     
120.         {
     
121.                 Uart2SendC(*s);
     
122.                 s++;
     
123.         }
     
124. }
     
125. 
     
126. int main(void)
     
127. {
     
128.         char str[] = {"\n\r1, Display the U2IIR[3:0] + Data + U2IIR[3:0]\n\r2, Send 0x5a ---> Turn on the LED\n\r3, Send 0xa5 --->Turn off the LED\n\r"};
     
129.         rFIO1DIR |= (1<<18); //GPIO1.18 -> OUTPUT
     
130.         Init_Uart2();
     
131.         Uart2SendS(str);
     
132.         while(1);
     
133. }

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运行结果如下图所示


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