一、補充基礎知識
在CC2530 中，USART0 和USART1 是串行通信接口，它們能夠分別運行於異步USART 模式或者同步SPI 模式。兩個USART 的功能是一樣的，並且各自有單獨的IO 引腳。USART里面的A指的就是asynchronous（異步），S指的是synchronous（同步）。這里我們使用異步通信方式。
UART模式特征：
·一次傳8或9個比特的數據
·奇校驗、偶校驗或者無校驗位
·配置起始位和停止位點平
·配置LSB或者MSB首先傳送
·獨立收發中斷
·獨立收發DMA觸發
UART模式下可以進行全雙工異步通信，UART發送的一個字節由一個起始位，8個數據位，第9個數據位或者奇偶校驗位，一或二個結束位組成。
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
13 |
| 起始位 |
數據位 |
數據位或奇偶校驗位 |
結束位 |
||||||||
UART的控制和狀態寄存器：U0CSR、U1CSR
UART的控制寄存器：U0UCR、U1UCR
（0、1分別對應UART0、UART1）
把UxCSR.MODE置1即選中UART模式
UART0 P0_2——RX
P0_3——TX
UART1 P0_5——RX
P0_4——TX
二、實驗目的和步驟
1. 實驗目的：實現串口發送、接收、控制LED
2. 實驗步驟：
我把實驗分成三個小實驗，逐步實現
①實現串口發送數據
②實現串口發送和接收數據
③實現控制LED功能
三、USB轉串口部分原理圖
四、實驗1——串口發送數據
1. 寄存器及波特率計算
本次實驗串口相關的寄存器和標志位有：U0CSR、U0GCR、U0BAUD、U0DBUF、UTX0IF、PERCFG、P2DIR。
相關功能見下表
| U0CSR （UART0控制和狀態寄存器） |
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從模式 |
||
| Bit4:FE |
0:沒有檢測出幀錯誤 |
|
| 1:收到字節停止位電平出錯 |
||
| Bit3:ERR |
0:沒有檢測出奇偶校驗出錯 |
|
| 1:收到字節奇偶校驗出錯 |
||
| Bit2:RX_BYTE |
0:沒有收到字節 |
|
| 1:收到字節就緒 |
||
| Bit1:TX_BYTE |
0:沒有發送字節 |
|
| 1:寫到數據緩沖區寄存器的最后字節已經發送 |
||
| Bit0:ACTIVE |
0:UART空閑 |
|
| 1:UART忙 |
||
| U0GCR （UART0通用控制寄存器） |
Bit7:CPOL |
0:SPI負時鍾極性 |
| 1:SPI正時鍾極性 |
||
| Bit6:CPHA |
0:當來自CPOL的SCK反相之后又返回CPOL時，數據輸出到MOSI；當來自CPOL的SCK返回CPOL反相時，輸入數據采樣到MISO |
|
| 1:當來自CPOL的SCK返回CPOL反相時，數據輸出到MISO；當來自CPOL的SCK反相之后又返回CPOL時，輸入數據采樣到MOSI |
||
| Bit5:ORDER |
0:LSB先傳送 |
|
| 1:MSB先傳送 |
||
| Bit[4-0]： BAUD_E |
波特率指數值 BAUD_E和BAUD_M一起決定了UART的波特率 |
|
| U0BAUD （UART0波特率控制寄存器） |
Bit[7-0]： BAUD_M
|
波特率尾數值 BAUD_E和BAUD_M一起決定了UART的波特率 |
| U0DBUF（UART0收發數據緩沖區） |
|
串口發送/接收數據緩沖區 |
| UTX0IF |
中斷標志5 IRCON2的Bit1 (UART0字節發送完成標志位) |
0：中斷未掛起 未發送完 |
| 1：中斷掛起 發送完畢 |
串口波特率公式：
32Mhz系統時鍾的常用波特率設置
| 波特率(bps) |
UxBaud.BAUD_M |
UxGCR.BAUD_E |
誤差(%) |
| 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 |
名稱 |
初始化 |
讀/寫 |
描述 |
| PERCFG 外設控制寄存器 |
7 |
--- |
0 |
R0 |
未使用 |
| 6 |
T1CFG |
0 |
R/W |
計時器1的I/O位置： 0：選擇到位置1（Alt.1） 1：選擇到位置2（Alt.2） |
|
| 5 |
T3CFG |
0 |
R/W |
計時器3的I/O位置： 0：選擇到位置1（Alt.1） 1：選擇到位置2（Alt.2） |
|
| 4 |
T4CFG |
0 |
R/W |
計時器4的I/O位置： 0：選擇到位置1（Alt.1） 1：選擇到位置2（Alt.2） |
|
| 3:2 |
--- |
00 |
R/W |
未使用 |
|
| 1 |
U1CFG |
0 |
R/W |
USART 1的I/O位置： 0：選擇到位置1（P0_4、P0_5） 1：選擇到位置2（P1_6、P1_7） |
|
| 0 |
U0CFG |
0 |
R/W |
USART 0的I/O位置： 0：選擇到位置1（P0_2、P0_3） 1：選擇到位置2（P1_4、P1_5） |
| P2DIR |
7:6 |
PRIP0[1:0] |
00 |
R/W |
端口0外設優先級控制，當PERCFG分配給一些外設相同引腳的時候，這些位將確定優先級。優先級從前到后如下： 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：輸入 1：輸出) |
2.串口初始化代碼
void uartInit() { //先設置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //設置系統時鍾源為32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振穩定為32M CLKCONCMD &= ~0x47; //設置系統主時鍾頻率為32MHz //先把串口通信相應引腳初始化下 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0優先作為UART0 //再配置串口 U0CSR |= 0x80; //設置為UART方式 U0GCR |= 11; //設置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中斷標志初始位 }
3. 串口發送代碼
void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //發送設定長度個字節 { U0DBUF = *Data++; //當前字節放入緩存並指向下一個字節 while(UTX0IF == 0); //等待標志位置1，表示當前字節發送完了 UTX0IF = 0; //手動置0，准備發送下一個字節 } }
4. 完整代碼
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引腳定義 #define led1 P1_0 //函數聲明 void delayms(uint ms); //延時函數 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口發送 //變量聲明 char Txdata[14]; /************************************* 延時函數 *************************************/ 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() { //先設置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //設置系統時鍾源為32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振穩定為32M CLKCONCMD &= ~0x47; //設置系統主時鍾頻率為32MHz //先把串口通信相應引腳初始化下 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0優先作為UART0 //再配置串口 U0CSR |= 0x80; //設置為UART方式 U0GCR |= 11; //設置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中斷標志初始位 } /************************************* 串口發送 *************************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //發送設定長度個字節 { U0DBUF = *Data++; //當前字節放入緩存並指向下一個字節 while(UTX0IF == 0); //等待標志位置1，表示當前字節發送完了 UTX0IF = 0; //手動置0，准備發送下一個字節 } } /************************************* 主函數 *************************************/ void main() { ledInit(); uartInit(); strcpy(Txdata, "I'm Donut! "); //將發送內容復制到Txdata while(1) { uartSend(Txdata, sizeof("I'm Donut! ")); //串口發送數據 delayms(1000); //延時 led1 = ~led1; } }
5. 實驗結果
注意波特率、數據位之類的不要設置錯！不然會出現亂碼！
五、實驗二——串口收發數據
1. 實驗目的
PC端通過串口發送數據給硬件端（數據長度不超過50，終止符為#），硬件端收到數據后發送回PC端
2. 再多學一個寄存器和標志位：IEN0、URX0IF
IEN0（置1為中斷）
| 位 |
位名 |
復位值 |
操作性 |
功能描述 |
| 7 |
EA |
0 |
讀/寫 |
中斷總開關 |
| 6 |
|
0 |
讀/寫 |
未用 |
| 5 |
STIE |
0 |
讀/寫 |
睡眠定時器中斷使能 |
| 4 |
ENCIE |
0 |
讀/寫 |
AES加/解密，完成中斷使能 |
| 3 |
URX1IE/I2SRXIE |
0 |
讀/寫 |
USART1/I^2S接受中斷 |
| 2 |
URX0IE |
0 |
讀/寫 |
USART0接受中斷 |
| 1 |
ADCIE |
0 |
讀/寫 |
A/D轉換完成中斷 |
| 0 |
RFTXRXIE |
0 |
讀/寫 |
RF收發完成中斷 |
| URX0IF |
中斷標志1 TCON的Bit3 |
0：USART0接受中斷使能 |
| 1：保留，但必須置1 |
這個URX0IF我的理解就是有數據傳送過來就自動置1，產生中斷，然后需要手動清0
3. 程序流程
①初始化（LED、串口）
②接收狀態（沒有收到數據則一直等待、收到數據放到指定數組里、數組放滿或收到終止符轉到發送狀態）
③發送狀態（關閉數據接收中斷、發送數據直至發完、打開中斷、轉到接收狀態）
④接收狀態里面的數據是怎么收到的？用串口中斷！接收到的數據會放到緩沖區，中斷程序的任務就是把緩沖區的數據讀出來！
4. 完整代碼
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引腳定義 #define led1 P1_0 #define led2 P1_1 //函數聲明 void delayms(uint ms); //延時函數 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口發送函數 //變量聲明 uchar RXTXflag = 1; //選擇標志位，決定接收數據還是發送數據 char temp; //存放接收到的數據 uchar datanumber = 0; //累計一次接收的數據個數 char Rxdata[50]; //一次最多接收50個字符 /*********************************** 延時函數 ***********************************/ 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() { //設置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //設置系統時鍾源為32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振穩定為32M CLKCONCMD &= ~0x47; //設置系統主時鍾頻率為32MHz //串口引腳初始化 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0優先作為UART0 //設置串口寄存器 U0CSR |= 0x80; //設置為UART方式 U0GCR |= 11; //設置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中斷標志初始位 U0CSR |= 0x40; //設置UART0允許接收數據 IEN0 |= 0x84; //開總中斷、UART0接收中斷 } /*********************************** 串口發送函數 ***********************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //發送設定長度個字節 { U0DBUF = *Data++; //當前字節放入緩存並指向下一個字節 while(UTX0IF == 0); //等待標志位置1，表示當前字節發送完了 UTX0IF = 0; //手動置0，准備發送下一個字節 } } /*********************************** 主函數 ***********************************/ void main() { //初始化 ledInit(); uartInit(); //循環 while(1) { if(RXTXflag == 1) //接收狀態 { led1 = 1; if(temp != 0) { if((temp!='#')&&(datanumber<50)) //如果沒有收到終止符且字符數小於50 Rxdata[datanumber++] = temp; //把收到的字符存入數組 else //否則進入發送狀態 { RXTXflag = 3; led1 = 0; } temp = 0; } } if(RXTXflag == 3) //發送狀態 { led2 = 1; U0CSR &= ~0x40; //禁止接收 uartSend(Rxdata, datanumber); //發送已記錄的字符串 RXTXflag = 1; //恢復到接收狀態 datanumber = 0; //長度重新置0 led2 = 0; U0CSR |= 0x40; //允許接收 } } } /*********************************** UART0接收中斷 ***********************************/ #pragma vector = URX0_VECTOR __interrupt void UART0_ISR(void) { URX0IF = 0; //清中斷標志 temp = U0DBUF; //讀取緩沖中的數據 }
六、實驗三——串口控制LED
1. 實驗目的
發送“L1#”，燈L1改變狀態
發送“L2#”，燈L2改變狀態
2. 實驗代碼
其實主要思想和實驗二是一樣的，只是對收到的數據進行處理的方式不同
實驗二是把數據發送出去，該實驗則是分析數據並作出響應
#include <ioCC2530.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //引腳定義 #define led1 P1_0 #define led2 P1_1 //函數聲明 void delayms(uint ms); //延時函數 void ledInit(); //led初始化 void uartInit(); //串口初始化 void uartSend(char *Data, int len); //串口發送函數 //變量聲明 uchar RXTXflag = 1; //選擇標志位，決定接收數據還是發送數據 char temp; //存放接收到的數據 uchar datanumber = 0; //累計一次接收的數據個數 char Rxdata[50]; //一次最多接收50個字符 /*********************************** 延時函數 ***********************************/ 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() { //設置晶振 CLKCONCMD &= ~0x40; //設置系統時鍾源為32MHz晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振穩定為32M CLKCONCMD &= ~0x47; //設置系統主時鍾頻率為32MHz //串口引腳初始化 PERCFG &= ~0x01; //位置1，即P0口 P0SEL |= 0x0c; //P0_2、P0_3用作串口 P2DIR &= ~0xc0; //P0優先作為UART0 //設置串口寄存器 U0CSR |= 0x80; //設置為UART方式 U0GCR |= 11; //設置波特率115200 U0BAUD |= 216; //| UTX0IF = 0; //UART0 TX中斷標志初始位 U0CSR |= 0x40; //設置UART0允許接收數據 IEN0 |= 0x84; //開總中斷、UART0接收中斷 } /*********************************** 串口發送函數 ***********************************/ void uartSend(char *Data, int len) { int j; for(j=0; j<len; j++) //發送設定長度個字節 { U0DBUF = *Data++; //當前字節放入緩存並指向下一個字節 while(UTX0IF == 0); //等待標志位置1，表示當前字節發送完了 UTX0IF = 0; //手動置0，准備發送下一個字節 } } /*********************************** 主函數 ***********************************/ void main() { //初始化 ledInit(); uartInit(); //循環 while(1) { if(RXTXflag == 1) //接收狀態 { if(temp != 0) { if((temp!='#')&&(datanumber<50)) //如果沒有收到終止符且字符數小於50 Rxdata[datanumber++] = temp; //把收到的字符存入數組 else //否則進入發送狀態 RXTXflag = 3; temp = 0; } } if(RXTXflag == 3) //發送狀態 { 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; //恢復到接收狀態 datanumber = 0; //長度重新置0 U0CSR |= 0x40; //允許接收 } } } /*********************************** UART0接收中斷 ***********************************/ #pragma vector = URX0_VECTOR __interrupt void UART0_ISR(void) { URX0IF = 0; //清中斷標志 temp = U0DBUF; //讀取緩沖中的數據 }