一、补充基础知识
在CC2530 中，USART0 和USART1 是串行通信接口，它们能够分别运行于异步USART 模式或者同步SPI 模式。两个USART 的功能是一样的，并且各自有单独的IO 引脚。USART里面的A指的就是asynchronous（异步），S指的是synchronous（同步）。这里我们使用异步通信方式。
UART模式特征：
·一次传8或9个比特的数据
·奇校验、偶校验或者无校验位
·配置起始位和停止位点平
·配置LSB或者MSB首先传送
·独立收发中断
·独立收发DMA触发
UART模式下可以进行全双工异步通信，UART发送的一个字节由一个起始位，8个数据位，第9个数据位或者奇偶校验位，一或二个结束位组成。
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
13 |
|
起始位 |
数据位 |
数据位或奇偶校验位 |
结束位 |
||||||||
UART的控制和状态寄存器：U0CSR、U1CSR
UART的控制寄存器：U0UCR、U1UCR
（0、1分别对应UART0、UART1）
把UxCSR.MODE置1即选中UART模式
UART0 P0_2——RX
P0_3——TX
UART1 P0_5——RX
P0_4——TX
二、实验目的和步骤
1. 实验目的：实现串口发送、接收、控制LED
2. 实验步骤：
我把实验分成三个小实验，逐步实现
①实现串口发送数据
②实现串口发送和接收数据
③实现控制LED功能
三、USB转串口部分原理图
四、实验1——串口发送数据
1. 寄存器及波特率计算
本次实验串口相关的寄存器和标志位有：U0CSR、U0GCR、U0BAUD、U0DBUF、UTX0IF、PERCFG、P2DIR。
相关功能见下表
|
U0CSR （UART0控制和状态寄存器） |
Bit7:MODE |
0:SPI模式 |
|
1:UART模式 |
||
|
Bit6:RE |
0:接收器禁止 |
|
|
1:接收器使能 |
||
|
Bit5:SLAVE |
0:SPI主模式 |
|
|
1:SPI从模式 |
||
|
Bit4:FE |
0:没有检测出帧错误 |
|
|
1:收到字节停止位电平出错 |
||
|
Bit3:ERR |
0:没有检测出奇偶校验出错 |
|
|
1:收到字节奇偶校验出错 |
||
|
Bit2:RX_BYTE |
0:没有收到字节 |
|
|
1:收到字节就绪 |
||
|
Bit1:TX_BYTE |
0:没有发送字节 |
|
|
1:写到数据缓冲区寄存器的最后字节已经发送 |
||
|
Bit0:ACTIVE |
0:UART空闲 |
|
|
1:UART忙 |
||
|
U0GCR （UART0通用控制寄存器） |
Bit7:CPOL |
0:SPI负时钟极性 |
|
1:SPI正时钟极性 |
||
|
Bit6:CPHA |
0:当来自CPOL的SCK反相之后又返回CPOL时，数据输出到MOSI；当来自CPOL的SCK返回CPOL反相时，输入数据采样到MISO |
|
|
1:当来自CPOL的SCK返回CPOL反相时，数据输出到MISO；当来自CPOL的SCK反相之后又返回CPOL时，输入数据采样到MOSI |
||
|
Bit5:ORDER |
0:LSB先传送 |
|
|
1:MSB先传送 |
||
|
Bit[4-0]： BAUD_E |
波特率指数值 BAUD_E和BAUD_M一起决定了UART的波特率 |
|
|
U0BAUD （UART0波特率控制寄存器） |
Bit[7-0]： BAUD_M
|
波特率尾数值 BAUD_E和BAUD_M一起决定了UART的波特率 |
|
U0DBUF（UART0收发数据缓冲区） |
|
串口发送/接收数据缓冲区 |
|
UTX0IF |
中断标志5 IRCON2的Bit1 (UART0字节发送完成标志位) |
0：中断未挂起 未发送完 |
|
1：中断挂起 发送完毕 |
串口波特率公式：
32Mhz系统时钟的常用波特率设置
|
波特率(bps) |
UxBaud.BAUD_M |
UxGCR.BAUD_E |
误差(%) |
|
2400 |
59 |
6 |
0.14 |
|
4800 |
59 |
7 |
0.14 |
|
9600 |
59 |
8 |
0.14 |
|
14400 |
216 |
8 |
0.03 |
|
19200 |
59 |
9 |
0.14 |
|
28800 |
216 |
9 |
0.03 |
|
38400 |
59 |
10 |
0.14 |
|
57600 |
216 |
10 |
0.03 |
|
76800 |
59 |
11 |
0.14 |
|
115200 |
216 |
11 |
0.03 |
|
230400 |
216 |
12 |
0.03 |
|
端口 |
Bit位 |
名称 |
初始化 |
读/写 |
描述 |
|
PERCFG 外设控制寄存器 |
7 |
--- |
0 |
R0 |
未使用 |
|
6 |
T1CFG |
0 |
R/W |
计时器1的I/O位置： 0：选择到位置1（Alt.1） 1：选择到位置2（Alt.2） |
|
|
5 |
T3CFG |
0 |
R/W |
计时器3的I/O位置： 0：选择到位置1（Alt.1） 1：选择到位置2（Alt.2） |
|
|
4 |
T4CFG |
0 |
R/W |
计时器4的I/O位置： 0：选择到位置1（Alt.1） 1：选择到位置2（Alt.2） |
|
|
3:2 |
--- |
00 |
R/W |
未使用 |
|
|
1 |
U1CFG |
0 |
R/W |
USART 1的I/O位置： 0：选择到位置1（P0_4、P0_5） 1：选择到位置2（P1_6、P1_7） |
|
|
0 |
U0CFG |
0 |
R/W |
USART 0的I/O位置： 0：选择到位置1（P0_2、P0_3） 1：选择到位置2（P1_4、P1_5） |
|
P2DIR |
7:6 |
PRIP0[1:0] |
00 |
R/W |
端口0外设优先级控制，当PERCFG分配给一些外设相同引脚的时候，这些位将确定优先级。优先级从前到后如下： 00：USART 0，USART 1，Timer 1 01：USART 1，USART 0，Timer 1 10：Timer 1 channels 0-1，USART 1，USART 0，Timer 1 channels 2-3 11：Timer 1 channels 2-3， USART 0，USART 1，Timer 1 channels 0-1 |
|
|
5 |
--- |
0 |
R0 |
未使用 |
|
|
4:0 |
DIRP2_[4:0] |
00000 |
R/W |
P2.4—P2.0的方向 （0：输入 1：输出) |
2.串口初始化代码
void uartInit() { //先设置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为32M CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHz //先把串口通信相应引脚初始化下 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0 //再配置串口 U0CSR |= 0x80; //设置为UART方式 U0GCR |= 11; //设置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中断标志初始位 }
3. 串口发送代码
void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //发送设定长度个字节 { U0DBUF = *Data++; //当前字节放入缓存并指向下一个字节 while(UTX0IF == 0); //等待标志位置1，表示当前字节发送完了 UTX0IF = 0; //手动置0，准备发送下一个字节 } }
4. 完整代码
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引脚定义 #define led1 P1_0 //函数声明 void delayms(uint ms); //延时函数 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口发送 //变量声明 char Txdata[14]; /************************************* 延时函数 *************************************/ void delayms(uint ms) { uint i, j; for(i=ms; i>0; i--) for(j=1774; j>0; j--); } /************************************* led初始化 *************************************/ void ledInit() { P1SEL &= ~0x01; P1DIR |= 0x01; P1INP &= ~0x01; led1 = 1; } /************************************* 串口初始化 *************************************/ void uartInit() { //先设置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为32M CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHz //先把串口通信相应引脚初始化下 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0 //再配置串口 U0CSR |= 0x80; //设置为UART方式 U0GCR |= 11; //设置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中断标志初始位 } /************************************* 串口发送 *************************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //发送设定长度个字节 { U0DBUF = *Data++; //当前字节放入缓存并指向下一个字节 while(UTX0IF == 0); //等待标志位置1，表示当前字节发送完了 UTX0IF = 0; //手动置0，准备发送下一个字节 } } /************************************* 主函数 *************************************/ void main() { ledInit(); uartInit(); strcpy(Txdata, "I'm Donut! "); //将发送内容复制到Txdata while(1) { uartSend(Txdata, sizeof("I'm Donut! ")); //串口发送数据 delayms(1000); //延时 led1 = ~led1; } }
5. 实验结果
注意波特率、数据位之类的不要设置错！不然会出现乱码！
五、实验二——串口收发数据
1. 实验目的
PC端通过串口发送数据给硬件端（数据长度不超过50，终止符为#），硬件端收到数据后发送回PC端
2. 再多学一个寄存器和标志位：IEN0、URX0IF
IEN0（置1为中断）
|
位 |
位名 |
复位值 |
操作性 |
功能描述 |
|
7 |
EA |
0 |
读/写 |
中断总开关 |
|
6 |
|
0 |
读/写 |
未用 |
|
5 |
STIE |
0 |
读/写 |
睡眠定时器中断使能 |
|
4 |
ENCIE |
0 |
读/写 |
AES加/解密，完成中断使能 |
|
3 |
URX1IE/I2SRXIE |
0 |
读/写 |
USART1/I^2S接受中断 |
|
2 |
URX0IE |
0 |
读/写 |
USART0接受中断 |
|
1 |
ADCIE |
0 |
读/写 |
A/D转换完成中断 |
|
0 |
RFTXRXIE |
0 |
读/写 |
RF收发完成中断 |
|
URX0IF |
中断标志1 TCON的Bit3 |
0：USART0接受中断使能 |
|
1：保留，但必须置1 |
这个URX0IF我的理解就是有数据传送过来就自动置1，产生中断，然后需要手动清0
3. 程序流程
①初始化（LED、串口）
②接收状态（没有收到数据则一直等待、收到数据放到指定数组里、数组放满或收到终止符转到发送状态）
③发送状态（关闭数据接收中断、发送数据直至发完、打开中断、转到接收状态）
④接收状态里面的数据是怎么收到的？用串口中断！接收到的数据会放到缓冲区，中断程序的任务就是把缓冲区的数据读出来！
4. 完整代码
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引脚定义 #define led1 P1_0 #define led2 P1_1 //函数声明 void delayms(uint ms); //延时函数 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口发送函数 //变量声明 uchar RXTXflag = 1; //选择标志位，决定接收数据还是发送数据 char temp; //存放接收到的数据 uchar datanumber = 0; //累计一次接收的数据个数 char Rxdata[50]; //一次最多接收50个字符 /*********************************** 延时函数 ***********************************/ void delayms(uint ms) { int i, j; for(i=ms; i>0; i--) for(j=1156; j>0; j--); } /*********************************** led初始化 ***********************************/ void ledInit() { P1SEL &= ~0x03; P1DIR |= 0x03; P1INP &= ~0x03; led1 = 0; led2 = 0; } /*********************************** 串口初始化 ***********************************/ void uartInit() { //设置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为32M CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHz //串口引脚初始化 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0 //设置串口寄存器 U0CSR |= 0x80; //设置为UART方式 U0GCR |= 11; //设置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中断标志初始位 U0CSR |= 0x40; //设置UART0允许接收数据 IEN0 |= 0x84; //开总中断、UART0接收中断 } /*********************************** 串口发送函数 ***********************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //发送设定长度个字节 { U0DBUF = *Data++; //当前字节放入缓存并指向下一个字节 while(UTX0IF == 0); //等待标志位置1，表示当前字节发送完了 UTX0IF = 0; //手动置0，准备发送下一个字节 } } /*********************************** 主函数 ***********************************/ void main() { //初始化 ledInit(); uartInit(); //循环 while(1) { if(RXTXflag == 1) //接收状态 { led1 = 1; if(temp != 0) { if((temp!='#')&&(datanumber<50)) //如果没有收到终止符且字符数小于50 Rxdata[datanumber++] = temp; //把收到的字符存入数组 else //否则进入发送状态 { RXTXflag = 3; led1 = 0; } temp = 0; } } if(RXTXflag == 3) //发送状态 { led2 = 1; U0CSR &= ~0x40; //禁止接收 uartSend(Rxdata, datanumber); //发送已记录的字符串 RXTXflag = 1; //恢复到接收状态 datanumber = 0; //长度重新置0 led2 = 0; U0CSR |= 0x40; //允许接收 } } } /*********************************** UART0接收中断 ***********************************/ #pragma vector = URX0_VECTOR __interrupt void UART0_ISR(void) { URX0IF = 0; //清中断标志 temp = U0DBUF; //读取缓冲中的数据 }
六、实验三——串口控制LED
1. 实验目的
发送“L1#”，灯L1改变状态
发送“L2#”，灯L2改变状态
2. 实验代码
其实主要思想和实验二是一样的，只是对收到的数据进行处理的方式不同
实验二是把数据发送出去，该实验则是分析数据并作出响应
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引脚定义 #define led1 P1_0 #define led2 P1_1 //函数声明 void delayms(uint ms); //延时函数 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口发送函数 //变量声明 uchar RXTXflag = 1; //选择标志位，决定接收数据还是发送数据 char temp; //存放接收到的数据 uchar datanumber = 0; //累计一次接收的数据个数 char Rxdata[50]; //一次最多接收50个字符 /*********************************** 延时函数 ***********************************/ void delayms(uint ms) { int i, j; for(i=ms; i>0; i--) for(j=1156; j>0; j--); } /*********************************** led初始化 ***********************************/ void ledInit() { P1SEL &= ~0x03; P1DIR |= 0x03; P1INP &= ~0x03; led1 = 1; led2 = 1; } /*********************************** 串口初始化 ***********************************/ void uartInit() { //设置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为32M CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHz //串口引脚初始化 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0 //设置串口寄存器 U0CSR |= 0x80; //设置为UART方式 U0GCR |= 11; //设置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中断标志初始位 U0CSR |= 0x40; //设置UART0允许接收数据 IEN0 |= 0x84; //开总中断、UART0接收中断 } /*********************************** 串口发送函数 ***********************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //发送设定长度个字节 { U0DBUF = *Data++; //当前字节放入缓存并指向下一个字节 while(UTX0IF == 0); //等待标志位置1，表示当前字节发送完了 UTX0IF = 0; //手动置0，准备发送下一个字节 } } /*********************************** 主函数 ***********************************/ void main() { //初始化 ledInit(); uartInit(); //循环 while(1) { if(RXTXflag == 1) //接收状态 { if(temp != 0) { if((temp!='#')&&(datanumber<50)) //如果没有收到终止符且字符数小于50 Rxdata[datanumber++] = temp; //把收到的字符存入数组 else //否则进入发送状态 RXTXflag = 3; temp = 0; } } if(RXTXflag == 3) //发送状态 { U0CSR &= ~0x40; //禁止接收 if(Rxdata[0] == 'L') { if(Rxdata[1] == '1') led1 = ~led1; else if(Rxdata[1] == '2') led2 = ~led2; } RXTXflag = 1; //恢复到接收状态 datanumber = 0; //长度重新置0 U0CSR |= 0x40; //允许接收 } } } /*********************************** UART0接收中断 ***********************************/ #pragma vector = URX0_VECTOR __interrupt void UART0_ISR(void) { URX0IF = 0; //清中断标志 temp = U0DBUF; //读取缓冲中的数据 }