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CC3200AI实验教程 ——疯壳·开发板系列 串口 & W+ Y8 ^8 o' ` t/ Q; Z
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串行接口分为异步串行接口和同步串行接口两种。异步串行接口统称为通用异步收发器(UART)接口,同步串行接口有SPI和I2C等,同步串行接口除了包含数据线外,还包含时钟线。, b9 C- B ]: T& J# V
本次实验中我们使用的是UART,也就是异步串行通信接口。UART的相关标准规定了接口的机械特性、电气特性和功能特性等,UART的电气特性标准包括 RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485等,其中RS-232C是最常用的串行通信标准。RS-232C是数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准,其中DTE包括微机、微控制器和打印机等,DCE包括调制解调器MODEM、GSM模块和Wi-Fi模块灯。 4 M; Z' _6 n" x7 F' R7 U, [
RS-232C机械特性规定使用25针D型连接器,后来简化为9针D型连接器。RS-232C的电气特性采用负逻辑:逻辑“1”的电平低于-3V,逻辑“0”的电平高于+3V,这个TTL的正逻辑(逻辑“1”表示高电平,逻辑“0”表示低电平)不同,因此通过RS-232C和TTL器件通信时必须进行电平转换。& f3 I/ U: O5 ?3 J4 p8 B
目前微控制器的UART接口采用的是TTL正逻辑,和TTL器件连接不需要电平转换。和采用负逻辑的计算机相连接时需要进行电平转换(我们一般使用USB转串模块)。# g; {0 M6 C8 J$ c, ~
CC3200包含两个可编程UART接口(UARTA0~1),主要特性如下:
9 F N1 h0 v: s( N a、可编程的波特率发生器,允许速度高达3Mbps;" a4 \* b- Y8 @7 _0 ~
b、独立的16*8发送和接口FIFO,减轻CPU中断处理负载;& H0 X4 E! V/ [2 F! _
c、可编程FIFO长度,包括提供传统双缓冲接口的单字节操作;
3 Y P) \: l3 v+ |" ]7 [ d、FIFO触发阈值包括1/8、1/4、1/2、3/4和7/8;
, t7 y! l: U- h% h5 {3 k0 w" _/ j e、标准的异步通信起始、停止和奇偶校验位。9 B; L4 C4 Y6 c& |+ m6 E! L
CC3200的UART接口具有以下可编程串行接口特性:% O+ F' C( C. ^: h) b$ A
a、可编程的5、6、7或8位数据; ~ q- N( L5 K" g% s
b、偶、奇或无校验生成/检测;
8 n: O7 Q+ g: G2 m* T4 l c、1或2个停止位生成;& d/ v/ t5 b+ \4 f$ _
d、支持RTS和CTS调制解调器握手;: d' V# q7 n! a- o" W6 A
e、标准的FIFO阈值中断和传输结束中断。0 ^/ O2 I# ^+ j0 o7 w; U
CC3200的UART支持DMA,使用DMA可实现高效传输,UART具有单独的DMA发送和接收通道。支持当FIFO中有数据的单个请求接收和可编程FIFO阈值的突发请求接收以及FIFO中有空间的单个请求发送和可编程FIFO阈值的突发请求发送。
0 b* w0 H4 D* ]% |5 V 1.1寄存器
! ?2 b+ o9 u! P, V" ~5 ^4 u UARTDR为数据寄存器(也是FIFOs的接口)。% ~, x+ Y( Z% Y7 t3 W
在发送数据时,如果FIFO使能了,则写入该寄存器的数据会发送到发送FIFO 中。如果FIFO关闭,数据会被存储在发送保持寄存器中(发送FIFO最低一个字)。写该寄存器意味着通过串口发送。
" c* b. c, f+ q; j* ~ 在接收数据时,如果FIFO使能了,数据字节和4位状态位被发送到12位宽的接收FIFO中。如果FIFO关闭,数据字节和状态被存储在接收保持寄存器中(接收FIFO中的最低一个字)。可以通过读取该寄存器来获取接收数据。如图1.0.1所示为UARTDR寄存器,如图1.0.2为其位定义。3 O, J, f1 a9 k6 z
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图1.0.1 UARTDR寄存器
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图1.0.2 UARTDR寄存器位定义8 H9 K3 \( C4 o6 g [+ ?- e, f) \
UARTRSR_UARTECR是接收状态寄存器/错误清除寄存器。除了UARTDR寄存器之外,接收的状态位也可以通过UARTRSR寄存器获取。如果从该寄存器读取状态信息,则状态信息对应与在读取UARTRSR寄存器之前的UARTDR的状态信息。当有溢出条件发生时,状态位中的溢出标志位会立刻被置位。UARTRSR寄存器不能被写。写任何值到寄存器UARTECR中将会清除帧、校验、打断和溢出错误。复位会清零所有的位。如图1.0.3所示为UARTRSR_UARTECR寄存器,如图1.0.4为其位定义。
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) r5 Z& |7 q2 s( r7 ~ 图1.0.3 UARTRSR_UARTECR寄存器
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" _* ?3 A9 P+ o3 A( b4 q: H% z8 E# I
" e# O4 K# I0 r% M 图1.0.4 UARTRSR_UARTECR寄存器位定义
: X F7 F. D5 K5 {- q UARTFR为标志寄存器。在复位之后,TXFF、RXFF和BUSY标志位为0,TXFE 和RXFE位为1。RI和CTS位指示调制解调器的控制流和状态。这里需要注意的是,调制解调位只在UART1中有效,在UART0中是保留位。如图1.0.5所示为UARTFR,图1.0.6为其位定义。
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6 [9 _, S0 [' c( G t- d! N: M; \) z 图1.0.5 UARTFR寄存器( b; v0 j. a5 f1 i! _
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% W. T9 O# y/ D. n! @/ k 图1.0.6 UARTFR寄存器位定义
$ R' [4 \4 Q7 o9 ? UARTIBRD寄存器是波特率除数的整数部分。复位之后所有的位被清零。最小值为1(当UARTIBRD为0时),此时UARTFBRD寄存器无效。当改变UARTIBRD 寄存器时,只有在当前的字节传输完成之后才生效。波特率除数的任何改变都必须在写UARTLCRH寄存器之后。如图1.0.7所示为UARTIBRD寄存器。
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图1.0.7 UARTIBRD寄存器
' f$ l% c0 e8 X1 v3 u# j, a4 W7 q& u UARTFBRD寄存器是波特率除数的小数部分。复位之后所有的位被清零。当修改UARTFBRD寄存器的值时,只有在当前字节发送或者接收完成之后才会有效。波特率除数的任何改变都必须在写UARTLCRH寄存器之后。如图1.0.8所示为UARTFBRD寄存器。7 M% W0 Y0 d6 l3 r0 @, U( k" P! H( H
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图1.0.8 UARTFBRD寄存器+ c8 ~( g4 o+ y' _9 w5 n
UARTLCRH寄存器是线控制寄存器。该寄存器控制串口的数据长度、校验和停止位的选择。当更新波特率除数寄存器的时候,必须也要重写该寄存器。因为波特率除数寄存器的写选通信号和该寄存器是连接在一起的。如图1.0.9所示为UARTLCRH寄存器,图1.1.0为其位定义。6 _7 h0 o4 r2 J
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" c5 _! ?9 U' C, _* g 图1.0.9 UARTLCRH寄存器; V7 w9 s3 q4 F" E( Q
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图1.1.0 UARTLCRH寄存器位定义
2 C+ I* p0 c2 f. R2 ~7 I0 r& L UARTCTL是控制寄存器。在复位之后,除了发送和接收使能位之外,其它位都被清零。UARTEN位用于使能UART模块。在配置串口模块时必须将该位清零。如果在串口进行发送或者接收的操作时关闭串口模块功能,则在完成当前发送或者接收操作之后才关闭。如图1.1.1所示为UARTCTL寄存器,如图1.1.2为其位定义。 b; o$ j' F- g: n* M/ g
注意:在UART使能的状态下,UARTCTL寄存器不能被改变,否则结果是无法预测的。修改UARTCTL寄存器时建议按照下面的操作进行:
% Q% J k* W: F- e7 `4 M; j" d, `# M 1、关闭UART;2 r# [- W' [4 }: y
2、等待当前字节的发送或者接收操作完成;
6 E2 @5 [8 b, D# o K; x U6 ` 3、通过清零UARTLCRH寄存器中的FEN位来清除发送FIFO;
: N! Q' n) ?* _( o: u 4、重新写控制寄存器;
$ `3 b5 h$ r0 j0 N' D, T 5、使能UART模块。: j9 d( s4 h8 G
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图1.1.1 UARTCTL寄存器
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图1.1.2 UARTCTL寄存器位定义$ P- L& O; Y% V0 r3 B. Q
UARTIFLS是选择FIFO产生中断阈值的寄存器。可以使用该寄存器来定义FIFO的阈值,同时UARTRIS寄存器中的TXRIS和RXRIS位被触发。产生中断是基于一个发送操作超过阈值而不是等于阈值。也就是说FIFO中的数据超过规定的阈值之后才会产生中断。例如,如果接收的触发阈值设置为一般(8字节),那么在串口模块接收到第9个字节的时候才会产生中断。在复位之后,TXIFLSEL和RXIFLSEL位被配置,所以FIFOs在接收一半时触发中断。如图1.1.3所示为UARTRIS寄存器及其位定义。3 Q; ?, F0 v g% E0 [
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图1.1.3 UARTIFLS及其位定义+ N. B8 D/ w7 Y, l" L( ]$ w% D
UARTIM是中断掩码置位/清零寄存器。读取该寄存器则获得当前中断的掩码值。进行置位时,对应的中断将被发送到中断控制器。清零操作则对应的中断不会被发送到中断控制器。如图1.1.4所示为UARTIM寄存器,如图1.1.5为其位定义。
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6 t9 n0 P& d6 q1 g" T5 z# d 图1.1.4 UARTIM寄存器
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V. b( x$ q) G8 U5 i9 i/ X 图1.1.5 UARTIM寄存器位定义& N! z. o, t! |$ K% i0 `: L
UARTRIS是源中断状态寄存器。可以读取到当前中断源。写操作无效,如图1.1.6所示为UARTRIS寄存器,如图1.1.7为其位定义。. W1 P9 m! a1 Z7 ]7 m
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k& ?3 t) X. }% E3 D) [9 L' c 图1.1.6 UARTRIS寄存器
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图1.1.7 UARTRIS寄存器位定义
8 L3 Y. X8 Y- h) m u4 | UARTMIS是中断掩码状态寄存器。读该寄存器获取对应中断的掩码值。写操作无效。如图1.1.8所示为UARTMIS寄存器,如图1.1.9为其位定义。: G! Y6 f w5 W% w S0 y2 k, n! Y. K
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图1.1.8 UARTMIS寄存器
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+ x$ t- h; g) o8 s, ?' X 图1.1.9 UARTMIS寄存器位定义
8 L1 c! y% ~! C7 t) N( v( v UARTICR是中断清零寄存器。置位则对应的中断被清除(清除中断源寄存器和中断掩码寄存器中对应的位),清零操作无效。如图1.2.0所示是为UARTICR寄存器,如图1.2.1为其位定义。" b. ~+ O1 A# R( l2 g) y/ p
" w& a9 Y& a: ?) z, D3 `5 k- t0 [' z
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图1.2.0 UARTICR寄存器' g k7 e9 b3 d2 P9 k
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7 T2 H+ s% W) M/ G. [ 图1.2.1 UARTICR寄存器位定义' } m3 |! x( r Q. V9 F
UARTDMACTL是DMA控制寄存器。如图1.2.2所示为UARTDMACTL寄存器及其位定义。1 a3 W( e$ W! @) @* K1 r; _5 ^* y
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! f( x, F+ d4 e- g 图1.2.2 UARTDMACTL寄存器及其位定义
/ F# ~: J/ b$ g1 @ 1.2实验现象1 R; R! F5 d1 l8 X# A/ @
打开CC3200_Uart_Demo文件夹里的工程,该工程主要是把CC3200的UARTA0的波特率为115200bps,8位数据位,1个停止位,无奇偶校验位,如图1.2.3所示。
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图1.2.3 串口参数设置
) d" p( Q$ u- G) }$ ` r+ x 当串口接收到数据后,把接收到的数据再通过串口发送出去,编译工程,打开Uniflash,把bin文件下载到CC3200板子上(具体步骤请参考GPIO小节)。
4 V( f6 u3 n \( Y( G/ {& G 把“CH340G_VCC”和串口选择的第一个“RXD”和第二个“TXD”拨码开关均拨到“ON”。4 W9 U2 U9 {, u/ E5 |' R, H& s
插上USB数据线接到电脑,打开串口助手,选择串口号,波特率设置为115200bps,按下板子的复位可见串口打印,如图1.2.4所示。8 ?9 U, N5 @% \1 M
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) j4 R( `% v+ c, u 图1.2.4 复位时串口打印
8 z2 L6 [4 h4 ?5 U& h 在发送框内输入疯壳的网址,点击发送,串口助手收到CC3200的回传,如图1.2.5所示。
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$ y+ L6 Q! m; |: ^# |0 z 图1.2.5 串口助手收到回传5 v. F1 i0 x& r+ g% H; R0 W
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