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TUhjnbcbe - 2024/10/19 21:12:00

AWorksLP对外设进行了高度抽象化,为同一类外设提供了相同的接口,应用程序可以轻松跨平台。本文以MR平台为例,介绍AWorksLPUART外设基本用法。

简介

UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)是一种通用异步收发传输器,其使用串行的方式在双机之间进行数据交换,实现全双工通信。数据引脚仅包含用于接收数据的RXD和用于发送数据的TXD。数据在数据线上一位一位的串行传输,要正确解析这些数据,必须遵循UART协议,以下简述几个关键的概念:

波特率

波特率决定了数据传输速率,其表示每秒传送数据的位数,值越大,数据通信的速率越高,数据传输得越快。常见的波特率有、、、、、等等,若波特率为,则表示每秒钟可以传输位(注意:是bit,不是byte)数据。

空闲位

数据线上没有数据传输时,数据线处于空闲状态。空闲状态的电平逻辑为“1”。

起始位

起始位表示一帧数据传输的开始,起始位的电平逻辑是“0”。

数据位

紧接起始位后,即为实际通信传输的数据,数据的位数可以是5、6、7、8等,数据传输时,从最低位开始依次传输。

奇偶校验位

奇偶校验位用于接收方对数据进行校验,及时发现由于通信故障等问题造成的错误数据。奇偶校验位是可选的,可以不使用奇偶校验位。奇偶校验有奇校验和偶校验两种形式,该位的逻辑电平与校验方法和所有数据位中逻辑“1”的个数相关。

1.奇校验:通过设置该位的值(“1”或“0”),使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为奇数。例如,数据位为8位,值为:,“1”的个数为4个(偶数),则奇校验时,为了使“1”的个数为奇数,就要设置奇偶校验位的值为“1”,使“1”的总个数为5个(奇数)。

2.偶校验:通过设置该位的值(“1”或“0”),使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为偶数。例如,数据位为8位,值为:,“1”的个数为4个(偶数),则偶校验时,为了使“1”的个数为偶数,就要设置奇偶校验位的值为0,使“1”的个数保持不变,为4(偶数)。

通信双方使用的校验方法应该一致,接收方通过判断“1”的个数是否为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)来判定数据在通信过程中是否出错。

停止位

停止位表示一帧数据的结束,其电平逻辑为“1”,其宽度可以是1位、1.5位、2位。即其持续的时间为位数乘以传输一位的时间(由波特率决定),例如,波特率为,则传输一位的时间为1/秒,约为8.68us。若停止位的宽度为1.5位,则表示停止位持续的时间为:1.5×8.68us≈13us。

常见的帧格式为:1位起始位,8位数据位,无校验,1位停止位。由于起始位的宽度恒为1位,不会变化,而数据位,校验位和停止位都是可变的,因此,往往在描述串口通信协议时,都只是描述其波特率、数据位,校验位和停止位,不再单独说明起始位。

注意:

通信双方必须使用完全相同的配置,包括波特率、起始位、数据位、停止位等。如果配置不一致,则通信数据会错乱,不能正常通信。在通信中,若出现乱码的情况,应该首先检查通信双方所使用的配置是否一致。

接口介绍

表1函数列表

下表为UART接口相关结构体类型。

表2结构体类型表

UART配置信息说明:

1.aw_serial_dcb:

structaw_serial_dcb{uint32_tbaud_rate;uint32_tbyte_size:4;uint32_tf_parity:1;uint32_tparity:1;uint32_tstop_bits:2;uint32_tf_ctsflow:1;uint32_tf_rtsctrl:2;uint32_tf_dsrsensitivity:1;uint32_tf_dsrflow:1;uint32_tf_dtrctrl:2;uint32_tf_outx:1;uint32_tf_inx:1;uint32_tf_fast_spond_cv:1;uint32_tf_dummy:14;uint16_txon_lim;uint16_txoff_lim;charxon_char;charxoff_char;};

成员详解:

baud_rate:波特率;

byte_size:数据位宽度,范围:[5:8];

f_parity:奇偶校验,1:使能0:禁能;

parity:校验方法;

表3串口校验方法取值表

stop_bits:停止位数;

表4串口停止位数取值表

f_ctsflow:监控CTS(clear-to-send)信号作输出流控,1:CTS无效时数据发送被挂起,0:禁能;

f_rtsctrl:设置RTS(quest-to-send)流控;

表5串口设备RTS(quest-to-send)流控取值表

f_dsrsensitivity:设置dsr_sensitivity,1:对DSR信号敏感,除非DSR信号有效,否则将忽略所有接收的字节;

f_dsrflow:是否监控DSR(data-set-ady信号来做输出流控),1:若DSR无效时数据发送被挂起,直至DSR有效;

f_dtrctrl:设置DTR(data-termial-ady)流控;

表6串口设备DTR(data-terminal-ady)流控取值表

f_outx:XON/XOFF流量控制在发送时是否可用。1:当xoff值被收到时,发送停止;当xon值被收到时,发送继续;

f_inx:XON/XOFF流量控制在接收时是否可用。1:当接收缓冲区中空余容量小于xoff_lim字节时,发送xoff字符;当接收缓冲区中已有xon_lim字节的空余容量时,发送xon字符,占1位;

f_fast_spond_cv:快速响应接收1:使能0:禁能;

注解:

1.该配置项适用于接收时间敏感型应用,例如modbus;

2.该配置项实现通用的手段是将串口接收FIFO设置为1,当接收到一个数据后就产生接收中断。对于没有FIFO的串口来说,这个设置也许会被忽略。

f_dummy:保留位;

xon_lim:在XON字符发送前接收缓冲区内空余容量的最小字节数;

xoff_lim:在XOFF字符发送前接收缓冲区内空余容量的最大字节数;

xon_char:指定XON字符;

xoff_char:指定XOFF字符。

2.aw_serial_timeout:

structaw_serial_timeout{uint32_trd_timeout;uint32_trd_interval_timeout;}

成员详解:

rd_timeout:读超时时间;

rd_interval_timeout:码间超时。

使用样例

AWorksLPSDK相关使用请参考《AWorksLPSDK快速入门(MR)——开箱体验》一文,本文不在赘述。

1.UART0收发功能

{SDK}\demos\peripheral\serial路径下为通用UART例程,例程具体代码如下:

#include"aworks.h"#include"aw_task.h"#include"aw_delay.h"#include"aw_serial.h"#include"aw_ioctl.h"#include"aw_fcntl.h"#include"aw_application_autoconf.h"#include"aw_unistd.h"#include"aw_vdebug.h"#include"rtk_autoconf.h"/***\brief串口demo*\turn无*/aw_localvoid*__task_handle(void*parg){charbuf[32];intlen=0;structaw_serial_dcbdcb;aw_err_tt;structaw_serial_timeouttimeout;intfd;fd=aw_open(CONFIG_DEMO_SERIAL_DEVICE_NAME,AW_O_RDWR,0);if(fd0){aw_kprintf("serialopenfailed\r\n");aw_close(fd);turn0;}/*获取dcb的默认配置*/t=aw_serial_dcb_get(fd,dcb);if(AW_OK!=t){aw_kprintf("serialgetdcbfailed:%d\r\n",t);aw_close(fd);turn0;}/*配置串口波特率为,8个数据位,1位停止位,无奇偶校验*/dcb.baud_rate=;dcb.byte_size=8;dcb.stop_bits=AW_SERIAL_ONESTOPBIT;dcb.f_parity=AW_FALSE;t=aw_serial_dcb_set(fd,dcb);if(AW_OK!=t){aw_kprintf("serialsetdcbfailed:%d\r\n",t);aw_close(fd);turn0;}/*配置串口超时*/t=aw_serial_timeout_get(fd,timeout);if(AW_OK!=t){aw_kprintf("serialgettimeoutfailed:%d\r\n",t);aw_close(fd);turn0;}timeout.rd_timeout=;/*读总超时为1s*/timeout.rd_interval_timeout=50;/*码间超时为50ms*/t=aw_serial_timeout_set(fd,timeout);if(AW_OK!=t){aw_kprintf("serialsetdcbfailed:%d\r\n",t);aw_close(fd);turn0;}/*收到什么数据就发送什么数据*/AW_FOREVER{/*读取数据*/memset(buf,0,sizeof(buf));len=aw_ad(fd,buf,sizeof(buf));if(len0){aw_write(fd,buf,len);aw_kprintf("%s\r\n",buf);}}aw_close(fd);turn0;}AW_TASK_DECL(serial_tsk,);/******************************************************************************/voiddemo_serial_int_entry(void){aw_task_id_ttsk;tsk=AW_TASK_INIT(serial_tsk,"Serialintdemo",12,,__task_handle,(void*)NULL);if(tsk==NULL){aw_kprintf("Serialintdemotaskcatefailed\r\n");turn;}if(aw_task_startup(tsk)!=AW_OK){AW_TASK_TERMINATE(serial_tsk);}}

例程默认使用/dev/uart0对应开发板DUART丝印串口,其引脚位置如图1所示:

图1UART0排针

上述代码中创建了一个任务,在任务中实现UART收发功能。使用aw_serial_dcb_get接口获取串口当前的配置信息,修改波特率为,8个数据位,1位停止位,无奇偶校验。使用aw_serial_dcb_set接口设置串口。使用aw_serial_timeout_get获取串口时间相关配置信息,修改读总超时为1s,码间超时为50ms,使用aw_serial_timeout_set设置串口。

在AW_FOREVER循环中使用aw_ad接口读取接收到的串口数据,若读取到数据则使用aw_write接口把读取到数据通过该串口发送回去,以此来实现回显功能。

但由于/dev/uart0默认为shell所使用的串口,在shell组件中已开启回显,故此时实验现象如图2所示,会将接收到的数据输出两次,若需实现单次回显,可修改shell组件所引用串口,或修改例程使用的UART设备,具体操作参考下节内容。

图2串口打印结果

2.UART5收发功能

串口例程中默认使用的是/dev/uart0,为与例程现象描述一致,故将其修改为/dev/uart5。在开发板丝印URX1与UTX1对应设备/dev/uart5,URX2与UTX2对应设备为/dev/uart10,如图3、图4、图5所示。

图3排针处串口

图4排针原理图

图5UART1对应UART5

2.1打开config配置脚本,选择例程使用串口为/dev/uart5,如图6所示,保存后重新build工程。

图6UART1对应UART5

2.2将USB转串口接到开发板排针丝印UTX1与URX1的位置,重新编译下载运行固件,会发现发送数据后不会再重复回复两条相同的数据如图7所示。

图7串口打印信息

至此,UART设备的收发功能介绍完毕,更多外设的使用介绍请

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