CortexM0开发 —— LPC11C14的UART使用方法

LPC1100系列微控制器UART  LPC1100系列Cortex-M0微控制器具有一个符合16C550工业标准的异步串行口（UART）。此口同时增加了调制解调器（Modem）接口，DSR、DCD和RI Modem信号是只用于LQFP48和PLCC44封装的管脚配置。 

 特性  

 16字节收发FIFO； 

 寄存器位置符合16C550工业标准；  

 接收器FIFO触发点可为1、4、8和14字节； 

 内置波特率发生器；  

  用于精确控制波特率的小数分频器，并拥有赖以实现软件流控制的自动波特率检测能力和机制；  

 支持软件或硬件流控制执行；  

 包含标准Modem接口信号（CTS、DCD、DTS、DTR、RI、RTS）； 

 支持RS-458/EIA-485的9位模式和输出使能。

【实验步骤】：

先看一下板子上UART的原理图

PL-2303HX是一款UART-USB芯片，这里先不管其原理，我们只学习如何将数据从CPU发送到这个TXD RXD处。

一、LPC11C14 UART 寄存器描述

这里只贴出部分

具体寄存器分析，这里不再阐述，先看一下在头文件中我们这样定义

/*------------- Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) -----------*/  

/** @addtogroup LPC11xx_UART LPC11xx Universal Asynchronous Receiver/Transmitter  

  @{ 

*/  

typedef struct  

{  

  union {  

  __I  uint32_t  RBR;                   /*!< Offset: 0x000 Receiver Buffer  Register (R/ ) */  

  __O  uint32_t  THR;                   /*!< Offset: 0x000 Transmit Holding Register ( /W) */  

  __IO uint32_t  DLL;                   /*!< Offset: 0x000 Divisor Latch LSB (R/W) */  

  };  

  union {  

  __IO uint32_t  DLM;                   /*!< Offset: 0x004 Divisor Latch MSB (R/W) */  

  __IO uint32_t  IER;                   /*!< Offset: 0x000 Interrupt Enable Register (R/W) */  

  };  

  union {  

  __I  uint32_t  IIR;                   /*!< Offset: 0x008 Interrupt ID Register (R/ ) */  

  __O  uint32_t  FCR;                   /*!< Offset: 0x008 FIFO Control Register ( /W) */  

  };  

  __IO uint32_t  LCR;                   /*!< Offset: 0x00C Line Control Register (R/W) */  

  __IO uint32_t  MCR;                   /*!< Offset: 0x010 Modem control Register (R/W) */  

  __I  uint32_t  LSR;                   /*!< Offset: 0x014 Line Status Register (R/ ) */  

  __I  uint32_t  MSR;                   /*!< Offset: 0x018 Modem status Register (R/ ) */  

  __IO uint32_t  SCR;                   /*!< Offset: 0x01C Scratch Pad Register (R/W) */  

  __IO uint32_t  ACR;                   /*!< Offset: 0x020 Auto-baud Control Register (R/W) */  

       uint32_t  RESERVED0;  

  __IO uint32_t  FDR;                   /*!< Offset: 0x028 Fractional Divider Register (R/W) */  

       uint32_t  RESERVED1;  

  __IO uint32_t  TER;                   /*!< Offset: 0x030 Transmit Enable Register (R/W) */  

       uint32_t  RESERVED2[6];  

  __IO uint32_t  RS485CTRL;             /*!< Offset: 0x04C RS-485/EIA-485 Control Register (R/W) */  

  __IO uint32_t  ADRMATCH;              /*!< Offset: 0x050 RS-485/EIA-485 address match Register (R/W) */  

  __IO uint32_t  RS485DLY;              /*!< Offset: 0x054 RS-485/EIA-485 direction control delay Register (R/W) */  

  __I  uint32_t  FIFOLVL;               /*!< Offset: 0x058 FIFO Level Register (R) */  

} LPC_UART_TypeDef;  

/*@}*/ /* end of group LPC11xx_UART */  

相关宏定义（部分）

****************************************************************************/  

#ifndef __UART_H   

#define __UART_H  

#define RS485_ENABLED   0  

#define TX_INTERRUPT    0       /* 0 if TX uses polling, 1 interrupt driven. */  

#define MODEM_TEST      0  

#define IER_RBR         (0x01<<0)  

#define IER_THRE        (0x01<<1)  

#define IER_RLS         (0x01<<2)  

#define IIR_PEND        0x01  

#define IIR_RLS         0x03  

#define IIR_RDA         0x02  

#define IIR_CTI         0x06  

#define IIR_THRE        0x01  

#define LSR_RDR         (0x01<<0)  

#define LSR_OE          (0x01<<1)  

#define LSR_PE          (0x01<<2)  

#define LSR_FE          (0x01<<3)  

#define LSR_BI          (0x01<<4)  

#define LSR_THRE        (0x01<<5)  

#define LSR_TEMT        (0x01<<6)  

#define LSR_RXFE        (0x01<<7)  

#define UART0_RBUF_SIZE 64  

二、UART的初始化

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/***************************************************************************** 

** Function name:       UARTInit 

** 

** Descriptions:        Initialize UART0 port, setup pin select, 

**                      clock, parity, stop bits, FIFO, etc. 

** 

** parameters:          UART baudrate 

** Returned value:      None 

**  

*****************************************************************************/  

void UARTInit(uint32_t baudrate)  

{  

  uint32_t Fdiv;  

  uint32_t regVal;  

  UARTTxEmpty = 1;  

  UARTCount = 0;  

  NVIC_DisableIRQ(UART_IRQn);  

  LPC_IOCON->PIO1_6 &= ~0x07;    /*  UART I/O config */  

  LPC_IOCON->PIO1_6 |= 0x01;     /* UART RXD */  

  LPC_IOCON->PIO1_7 &= ~0x07;      

  LPC_IOCON->PIO1_7 |= 0x01;     /* UART TXD */  

  /* Enable UART clock */  

  LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<12);  

  LPC_SYSCON->UARTCLKDIV = 0x1;     /* divided by 1 */  

  LPC_UART->LCR = 0x83;             /* 8 bits, no Parity, 1 Stop bit */  

  regVal = LPC_SYSCON->UARTCLKDIV;  

  Fdiv = ((SystemAHBFrequency/regVal)/16)/baudrate ;    /*baud rate */  

  LPC_UART->DLM = Fdiv / 256;                              

  LPC_UART->DLL = Fdiv % 256;  

  LPC_UART->LCR = 0x03;      /* DLAB = 0 */  

  LPC_UART->FCR = 0x07;      /* Enable and reset TX and RX FIFO. */  

  /* Read to clear the line status. */  

  regVal = LPC_UART->LSR;  

  /* Ensure a clean start, no data in either TX or RX FIFO. */  

  while (( LPC_UART->LSR & (LSR_THRE|LSR_TEMT)) != (LSR_THRE|LSR_TEMT) );  

  while ( LPC_UART->LSR & LSR_RDR )  

  {  

    regVal = LPC_UART->RBR;  /* Dump data from RX FIFO */  

  }  

  /* Enable the UART Interrupt */  

  NVIC_EnableIRQ(UART_IRQn);  

#if TX_INTERRUPT  

  LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_THRE | IER_RLS;  /* Enable UART interrupt */  

#else  

  LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_RLS; /* Enable UART interrupt */  

#endif  

  return;  

}  

CortexM0 中UART与CPIO口复用，这里看到用到了PIO1_6 与PIO1_7

1、对IO口进行设置

以PIO1_7寄存器为例

可以看到低3位用于配置管脚功能 001为TXD，PIO1_6配置也相同

LPC_IOCON->PIO1_6 &= ~0x07;    /*  UART I/O config */  

LPC_IOCON->PIO1_6 |= 0x01;     /* UART RXD */  

LPC_IOCON->PIO1_7 &= ~0x07;    

LPC_IOCON->PIO1_7 |= 0x01;     /* UART TXD */  

2、时钟设置

/* Enable UART clock */  

  LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<12);  

  LPC_SYSCON->UARTCLKDIV = 0x1;     /* divided by 1 */  

3、设置波特率、数据位

LPC_UART->LCR = 0x83;             /* 8 bits, no Parity, 1 Stop bit */  

regVal = LPC_SYSCON->UARTCLKDIV;  

Fdiv = ((SystemAHBFrequency/regVal)/16)/baudrate ;  /*baud rate */  

4、UART相应配置

LPC_UART->DLM = Fdiv / 256;                            

LPC_UART->DLL = Fdiv % 256;  

LPC_UART->LCR = 0x03;        /* DLAB = 0 */  

LPC_UART->FCR = 0x07;        /* Enable and reset TX and RX FIFO. */  

第4行 FCR为 FIFO控制寄存器。控制UART  FIFO的使用和模式 

5、使能中断等操作

  /* Read to clear the line status. */  

  regVal = LPC_UART->LSR;  

  /* Ensure a clean start, no data in either TX or RX FIFO. */  

  while (( LPC_UART->LSR & (LSR_THRE|LSR_TEMT)) != (LSR_THRE|LSR_TEMT) );  

  while ( LPC_UART->LSR & LSR_RDR )  

  {  

    regVal = LPC_UART->RBR;  /* Dump data from RX FIFO */  

  }  

  /* Enable the UART Interrupt */  

  NVIC_EnableIRQ(UART_IRQn);  

#if TX_INTERRUPT  

  LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_THRE | IER_RLS;  /* Enable UART interrupt */  

#else  

  LPC_UART->IER = IER_RBR | IER_RLS; /* Enable UART interrupt */  

#endif  

LCR寄存器作用

三、发送数据

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/***************************************************************************** 

** Function name:       UARTSend 

** 

** Descriptions:        Send a block of data to the UART 0 port based 

**                      on the data length 

** 

** parameters:          buffer pointer, and data length 

** Returned value:      None 

**  

*****************************************************************************/  

void UARTSend(uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length)  

{  

  while ( Length != 0 )  

  {  

      /* THRE status, contain valid data */  

#if !TX_INTERRUPT  

      while ( !(LPC_UART->LSR & LSR_THRE) );  

      LPC_UART->THR = *BufferPtr;  

#else  

      /* Below flag is set inside the interrupt handler when THRE occurs. */  

      while ( !(UARTTxEmpty & 0x01) );  

      LPC_UART->THR = *BufferPtr;  

      UARTTxEmpty = 0;  /* not empty in the THR until it shifts out */  

#endif  

      BufferPtr++;  

      Length--;  

  }  

  return;  

}  

四、接收数据

       这里利用中断

/***************************************************************************** 

** Function name:       UART_IRQHandler 

** 

** Descriptions:        UART interrupt handler 

** 

** parameters:          None 

** Returned value:      None 

**  

*****************************************************************************/  

void UART_IRQHandler(void)  

{  

  uint8_t IIRValue, LSRValue;  

  uint8_t Dummy = Dummy;  

  IIRValue = LPC_UART->IIR;  

  IIRValue >>= 1;         /* skip pending bit in IIR */  

  IIRValue &= 0x07;         /* check bit 1~3, interrupt identification */  

  if (IIRValue == IIR_RLS)      /* Receive Line Status */  

  {  

    LSRValue = LPC_UART->LSR;  

    /* Receive Line Status */  

    if (LSRValue & (LSR_OE | LSR_PE | LSR_FE | LSR_RXFE | LSR_BI))  

    {  

      /* There are errors or break interrupt */  

      /* Read LSR will clear the interrupt */  

      UARTStatus = LSRValue;  

      Dummy = LPC_UART->RBR; /* Dummy read on RX to clear  

                                interrupt, then bail out */  

      return;  

    }  

    if (LSRValue & LSR_RDR) /* Receive Data Ready */              

    {  

      /* If no error on RLS, normal ready, save into the data buffer. */  

      /* Note: read RBR will clear the interrupt */  

      UARTBuffer[UARTCount++] = LPC_UART->RBR;  

      if (UARTCount >= UART0_RBUF_SIZE)  

      {  

        UARTCount = 0;      /* buffer overflow */  

      }   

    }  

  }  

  else if (IIRValue == IIR_RDA) /* Receive Data Available */  

  {  

    /* Receive Data Available */  

    UARTBuffer[UARTCount++] = LPC_UART->RBR;  

    if (UARTCount >= UART0_RBUF_SIZE)  

    {  

      UARTCount = 0;        /* buffer overflow */  

    }  

  }  

  else if (IIRValue == IIR_CTI) /* Character timeout indicator */  

  {  

    /* Character Time-out indicator */  

    UARTStatus |= 0x100;        /* Bit 9 as the CTI error */  

  }  

  else if (IIRValue == IIR_THRE)    /* THRE, transmit holding register empty */  

  {  

    /* THRE interrupt */  

    LSRValue = LPC_UART->LSR;        /* Check status in the LSR to see if 

                                valid data in U0THR or not */  

    if (LSRValue & LSR_THRE)  

    {  

      UARTTxEmpty = 1;  

    }  

    else  

    {  

      UARTTxEmpty = 0;  

    }  

  }  

  return;  

}  

下面学习一下UART中断

对于UART接口来说，有两种情况可以触发UART接收中断：接收字节数达到接收FIFO的触发点（RDA）、接收超时（CTI）。

(1) 接收字节数达到接收FIFO中的触发点（RDA）

     LPC1100系列Cortex-M0微控制器UART接口具有16字节的接收FIFO，接收触发点可以设置为1、4、8、14字节，当接收到的字节数达到接收触发点时，便会触发中断。

     通过UART FIFO控制寄存器U0FCR，将接收触发点设置为“8字节触发”。那么当UART接收8个字节时，便会触发RDA中断（注：在接收中断使能的前提下）。

下面看一下IIR

五、其他操作补充

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/******************************************************************************* 

* Function Name  : UART0_PutChar 

* Description    : Send a char to uart0 channel. 

* Input          : c 

* Output         : None 

* Return         : None 

*******************************************************************************/  

void UART0_PutChar(char ch)  

{  

  while(!(LPC_UART->LSR & LSR_THRE));  

  LPC_UART->THR = ch;  

}  

/******************************************************************************* 

* Function Name  : uart0_sendstring 

* Description    : Send string to uart0 channel. 

* Input          : pString  --  string 

* Output         : None 

* Return         : None 

*******************************************************************************/  

void UART0_PutString(char *pString)  

{  

  while(*pString)  

  {  

    UART0_PutChar(*pString++);  

  }  

}  

/******************************************************************************* 

* Function Name  : UART0_printf 

* Description    : print format string. 

* Input          : fmt 

* Output         : None 

* Return         : None 

*******************************************************************************/  

void UART0_printf(char *fmt, ...)  

{  

  char      uart0_pString[101];  

  va_list   uart0_ap;  

  va_start(uart0_ap, fmt);  

  vsnprintf(uart0_pString, 100, fmt, uart0_ap);  

  UART0_PutString(uart0_pString);  

  va_end(uart0_ap);  

}  

/******************************************************************************* 

* Function Name  : UART0_GetChar 

* Description    : print format string. 

* Input          : fmt 

* Output         : None 

* Return         : None 

*******************************************************************************/  

uint8_t UART0_GetChar(uint8_t *ch)  

{  

  if(UART_op != UARTCount)  

  {  

    *ch = UARTBuffer[UART_op];  

    UART_op ++;  

    if(UART_op >= UART0_RBUF_SIZE)  

      UART_op = 0;  

    return 1;  

  }  

  return 0;  

}