SAM4E單片機之旅――12、USART

清楚了UART的用法之后，現在來研究一下USART的用法。和上一次差不多，這次也通過USART的串口來實現和PC的通信。和上一次不同的是，USART本身就有接收超時的功能，所以這次就不用TC了。

USART和UART相比，功能多了許多，可以配置的選項也更多。雖然最主要的差別是USART可以實現同步通信，但PC的串口沒有這個功能，所以我們就先不拿這個功能開刀了。

一、 思路

實現思路和上一次使用UART的PDC差不多，區別只是這次直接使用USART的接收超時功能，而不用TC。

二、 電路圖

使用的USART口為USART1，這個串口在上次使用的DBGU口的旁邊。

有個使能引腳連在PA23上。使用時需要將PA23拉為低電平才能使用這個串口。另外，芯片的USART1的SCK引腳使用的也是PA23。

還有就是這個串口使用的通信協議為RS232，需要將JP11正確跳線。JP11就在USART1接口的附近，默認情況下選擇的是RS485，在這里需要改變跳線帽的位置。

三、 USART的配置

大部分配置都和上一節的相同。配置前需要將MCK配置為120 MHz，配置完成后USART工作在硬件握手模式，波特率為115200 Hz，數據位長度為8，1位停止位，不使用校驗。

在PC端使用通信軟件時注意設置RTS的狀態。

若掌握了使用PDC和UART進行通信的配置的話，本小節只需注意閱讀加粗的步驟即可。

拉低PA23引腳電平，以使能USART1串口。

/* 拉低PA23，以使能USART1串口 */

PIOA->PIO_PER = PIO_PA23;

PIOA->PIO_OER = PIO_PA23;

PIOA->PIO_OWER = PIO_PA23;

PIOA->PIO_CODR = PIO_PA23;

開啟外設時鐘，以及將PA21，PA22，PA24，PA25引腳分配給外設A(USART1)。

使能發送和接收。

1USART1->US_CR = US_CR_RXEN | US_CR_TXEN;

模式設置。未設置US_MR_OVER位則表示過采樣率為16。

USART1->US_MR =

US_MR_USART_MODE_HW_HANDSHAKING /* 硬件握手模式 */

| US_MR_USCLKS_MCK /* 選擇的MCK */

| US_MR_CHRL_8_BIT /* 數據位為8位 */

| US_MR_PAR_NO /* 無校驗位 */

| US_MR_NBSTOP_1_BIT /* 停止位為1位 */

;

波特率設置。USART工作在不同模式時，波特率的計算方法不同。在使用異步模式時，CD值的計算和UART的一樣：

波特率 = 選擇的時鐘 / ( CD * 過采樣率 )

注：本芯片的UART的過采樣率為16。

在MCK為120 MHz，波特率為115200 Hz時，計算出的CD的值為65。

1USART1->US_BRGR = US_BRGR_CD(65);

接收超時設置。通過設置US_RTOR寄存器的低16位決定接收時等待的空閑時間。寫入的值表示等待的比特位的數量，即等待的時間為傳輸該數量的比特位時需要的時間。

#define USART_RX_WAIT_MS 500

int wait_bit_time = USART_RX_WAIT_MS * 115200 / 1000;

if (wait_bit_time > 0xffff)

wait_bit_time = 0xffff;

USART1->US_RTOR = US_RTOR_TO(wait_bit_time);

PDC的設置。PDC和緩沖區的使用方法和上一次相似。注意將使用的PDC修改為正確的PDC即可。

中斷。啟用緩沖區滿及接收超時中斷。

USART1->US_IER = US_IER_RXBUFF | US_IER_TIMEOUT;

/* NVIC 的配置略 …… */

四、 USART的中斷處理

在接收超時以及緩沖區滿時會產生中斷，所以在中斷時將接收緩沖區的內容通過PDC發送出去即可。在使用硬件握手協議時，可以在中斷處理過程中暫停數據的接收。

void USART1_Handler(void)

{

uint32_t status = USART1->US_CSR;

if ((status US_CSR_TIMEOUT) == US_CSR_TIMEOUT

|| (status US_CSR_RXBUFF) == US_CSR_RXBUFF)

{

USART1->US_CR = US_CR_RTSDIS;

int rec_size = BUF_SIZE - PDC_USART1->PERIPH_RCR;

if (rec_size != 0)

TransferRxBufAndRec(rec_size);

/* 在下次數據接收時啟動超時判斷 */

/* 同時拉低超時產生的中斷 */

USART1->US_CR = US_CR_STTTO;

USART1->US_CR = US_CR_RTSEN;

}

}

TransferRxBufAndRec()函數和上一節的相似，只需更改使用的PDC即可。