【开发教程6】疯壳·AI语音人脸识别-串口

FutureX

CC3200AI实验教程

——疯壳·开发板系列

串口

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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。
8 x2 r. F0 k3 B2 P$ r    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。       
! z+ i- k) h2 ~0 w# ]* V% e    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。
; M2 [$ T7 ~  x7 E# l. M    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）。
    CC3200包含两个可编程UART接口（UARTA0~1），主要特性如下：
4 Y% [9 g/ Y( e* e. D. E    a、可编程的波特率发生器，允许速度高达3Mbps；
/ W2 @: X1 k  W0 j    b、独立的16*8发送和接口FIFO，减轻CPU中断处理负载；
& }$ J6 x: q/ T  |    c、可编程FIFO长度，包括提供传统双缓冲接口的单字节操作；
    d、FIFO触发阈值包括1/8、1/4、1/2、3/4和7/8；
2 a5 ~2 o$ o' m2 h" v    e、标准的异步通信起始、停止和奇偶校验位。
% X- D" v, t; u1 W1 Y& V" b    CC3200的UART接口具有以下可编程串行接口特性：
    a、可编程的5、6、7或8位数据；
; v+ D7 n" V2 y* Y% X    b、偶、奇或无校验生成/检测；
    c、1或2个停止位生成；
    d、支持RTS和CTS调制解调器握手；
    e、标准的FIFO阈值中断和传输结束中断。
3 |% H0 D( c; x/ a# m- T. L    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。
( [& H: ]) f1 x    1.1寄存器
    UARTDR为数据寄存器（也是FIFOs的接口）。
    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。
$ I9 x" a! @) L    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。

   
. k. k3 k$ g( J3 a. u/ [2 J    图1.0.1 UARTDR寄存器

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    图1.0.2 UARTDR寄存器位定义
    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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    图1.0.3 UARTRSR_UARTECR寄存器

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( I# z. O! l/ H    图1.0.4 UARTRSR_UARTECR寄存器位定义
    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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7 M# S( o( U! M, X5 j- O    
. U8 I0 \; t) ]( q8 |    图1.0.5 UARTFR寄存器
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5 k  T- e7 y$ a! }! h* Q    
& C( s3 S% t5 Z& c2 s    图1.0.6 UARTFR寄存器位定义
1 D* q& y" x5 T    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。

   
3 n  p* L& x% Z# _$ S+ x# s8 X    图1.0.7 UARTIBRD寄存器
    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。

   
! D: o: v$ ^" [9 A7 h! G    图1.0.8 UARTFBRD寄存器
$ z& G- f) J+ S% m, s+ t# Y- a    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。

   
    图1.0.9 UARTLCRH寄存器

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6 N# h8 o$ `, D0 g4 E, q2 W- }# O    
    图1.1.0 UARTLCRH寄存器位定义
2 @. j0 c5 }" T7 ?6 _4 M    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。
* y8 k( u1 G% L    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：
    1、关闭UART；
    2、等待当前字节的发送或者接收操作完成；
* c4 e6 ?: h% a' Y; v6 e# W) T    3、通过清零UARTLCRH寄存器中的FEN位来清除发送FIFO；
    4、重新写控制寄存器；
    5、使能UART模块。

1 H" M2 h% W' S" o8 ~/ }+ v. ]! X    
* X- w6 L- I& f; S    图1.1.1 UARTCTL寄存器
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) L* @1 o* j4 G- Y9 M" Z    图1.1.2 UARTCTL寄存器位定义
    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。

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    图1.1.3 UARTIFLS及其位定义
    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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    图1.1.4 UARTIM寄存器

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& d$ P! e) y0 J' i    图1.1.5 UARTIM寄存器位定义
/ X( r- {+ F4 E8 z# R3 \% u( s5 V    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。

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- K" Q6 Y7 e0 q    图1.1.6 UARTRIS寄存器
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) ^1 J6 P8 M1 z( U' O9 @+ k    图1.1.7 UARTRIS寄存器位定义
    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。
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    图1.1.8 UARTMIS寄存器
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3 q% f' K; s( A8 N9 N! g3 G    图1.1.9 UARTMIS寄存器位定义
3 \# A6 R$ K( Q; k/ }: X    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。
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    图1.2.0 UARTICR寄存器
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    图1.2.1 UARTICR寄存器位定义
    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。

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    图1.2.2 UARTDMACTL寄存器及其位定义
    1.2实验现象
' J3 M9 e- t8 @" q& O: ~! J+ p! ^7 L    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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: L4 w" K4 O# {4 v$ I' h+ J    图1.2.3 串口参数设置
    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）。
7 u/ y0 B1 r2 B. [$ H1 j    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”。
    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。

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$ w* H6 d- X! B" I: U+ i, N5 O6 M    图1.2.4 复位时串口打印
    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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/ i+ ^  N2 ^1 Q, L    图1.2.5 串口助手收到回传
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2022-8-3 14:15 上传

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