【摘要】 主要讲解物联网的技术积累，本期我们先带领大家学习漫谈LiteOS之漫谈开发板第一集-串口，本文基于GD32450i-EVAL对串口以及其通信做了一个简要的分析，以及开发过程中遇到的一些技术问题以及解决方案
1.1 定义
串口即串行端口，泛指采用所有采用串口通信时序的接口，一般在嵌入式中默认为UART口。
1.2 串口的作用
（1）通过串口将程序下载到开发板。
（2）显示调试日志实现对于运行程序的监控。
（3）通过串口发送或接收命令实现终端与开发板的信息交互。
2 串口通信
2.1 定义
在串口中，数据按顺序一位一位的传输，该传输方式成为串口通信。
2.2 串口通信的传输方向
（1）单工：数据只可以沿一个方向传输。
（2）半双工：数据可以分时的沿着两个方向传输，即不能同时进行。
（3）全双工：数据可以同时进行双向传输。
2.3 波特率
波特率指的是每秒传输多少位数据，即传输率。常用波特率为9600和115200。
2.4 数据包
数据包 = 起始位 + 数据位 + 校验位 + 结束位
3 GD32F450i的串口
对于GD32F450i开发板主要通信接口包含4个USART（USART0/1/2/5）和4个UART（UART3/4/6/7）。以USART0为例，具体原理图如图1所示。
由上图可知，引脚PA9和PA10位串口USART0的数据输入（接收）引脚RX和数据输出引脚TX。
4 串口初始化的步骤
（1）使能GPIO的时钟。
（2）使能UART0的时钟。
（3）设置USART TX的引脚或端口。
（4）设置USART RX的引脚或端口。
（5）设置USART TX对应引脚为推挽输出工作模式。
（6）设置USART RX对应引脚为推挽输出工作模式。
（7）设置波特率为115200。
（8）使能Rx、Tx端口。
4.1 串口模式
（1）普通模式：在主函数中接收函数，输出字符串到串口。
1）开发环境
Windows、Keil、Jlink下载器、GD32F450i-EVAL（2019）
注意：若使用的MDK版本为Keil5.25以后，打开项目时以及使用J-Link下载器烧录程序时可能会报错，针对可能出现的问题进行分析以及解决，链接为https://bbs.huaweicloud.com/blogs/123604。
2）程序重点
为实现通过printf函数打印字符串和输出实时数据到串口助手，需要重写fputc函数，同时添加头文件 #include "stdio.h"，重写函数如下所示。
int fputc(int ch, FILE *f)
{
usart_data_transmit(EVAL_COM1, (uint8_t)ch);
while(RESET == usart_flag_get(EVAL_COM1, USART_FLAG_TBE));
return ch;
}3）硬件连接
连接USB供电线后，将J-Link下载器连接到开发板的JTAG接口上，之后连接到PC端，若LED5点亮说明选择了正确的启动方式，供电正常。硬件连接图如图2所示。供电方式选择GD-Link，串口采用九孔com口串口线（本文中使用杜邦线代替）连接。
之后点击keil5的编译和烧录按钮，如图3所示。
上述过程实现了下载程序到开发板，用跳线帽将JP5跳到USART0上，并将串口线连接到开发板的COM0上，例程首先将输出“USART printf example: please press theTamper key”到超级终端。按下 Tamper 键，串口继续输出“USART printf example”。
通过串口输出的信息如图4所示。
（2）中断模式：产生的不影响主程序运行。
主函数中需要使能接收中断和发送中断即分别将对RBNE和TBE状态寄存器进行操作，触发中断。测试时首先，所有的LED灯亮灭一次。然后EVAL_COM0将首先输出数组 tx_buffer 的内容（从 0x00 到 0xFF）到支持 hex 格式的串口助手并等待接收由串口助手发送的 BUFFER_SIZE 个字节的数据。MCU 将接收到的串口助手发来的数据存放在数组 rx_buffer 中。在发送和接收完成后，将比较 tx_buffer 和rx_buffer 的值，如果结果相同，LED1，LED2，LED3 轮流闪烁；如果结果不相同，LED1，LED2，LED3 一起闪烁。
通过串口输出的信息如图5所示。
（3）DMA模式：与主函数互不影响，独立运行。
主函数中需要先使能USART0的发送和接收DMA通道，触发DMA。对于测试，DMA测试过程与中断方式相同。
通过串口输出的信息如6所示。
通过以上的开发流程，对于物联网中的串口有了更深的认识。
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作者：星辰27
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