ARM32开发——串口输出

秋野酱2024-06-09 4:09

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需求

串口循环输出内容到PC机。

串口数据发送

添加Usart功能。

首先，选中Firmware，鼠标右键，点击Manage Project Items

接着，将gd32f4xx_usart.c添加到依赖中

最后，观察Firmware

csharp 复制代码 
static void USART_config() {
    /************** gpio config **************/
    // 配置时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    // 配置模式
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_9);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_10);
    // 配置复用功能
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_9);
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_10);
    // 配置输出参数
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);

    /************** usart config **************/
    // 串口时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
    // USART复位
    usart_deinit(USART0);
    // 波特率
    usart_baudrate_set(USART0, 115200);
    // 校验位
    usart_parity_config(USART0, USART_PM_NONE);
    // 数据位数
    usart_word_length_set(USART0, USART_WL_8BIT);
    // 停止位
    usart_stop_bit_set(USART0, USART_STB_1BIT);
    // 先发送高位还是低位
    usart_data_first_config(USART0, USART_MSBF_LSB);
    // 发送功能配置
    usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);
    // 使能串口
    usart_enable(USART0);
}
csharp 复制代码 
//发送一byte数据
static void send_byte(uint8_t data) {
    //通过USART发送
    usart_data_transmit(USART0, data);
    //判断缓冲区是否已经空了
    //FlagStatus state = usart_flag_get(USART_NUM,USART_FLAG_TBE);
    while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));
}
csharp 复制代码 
// 发送多个byte数据
void send_data_array(uint8_t* data, uint32_t len) {
    while(data && len--) {
        send_byte(*data);
        data++;
    }
}
csharp 复制代码 
//发送字符串
static void send_string(char *data){
	//满足: 1.data指针不为空  2.发送的数据不是\0结束标记
	while(data && *data){
		send_byte((uint8_t)(*data));
		data++;
	}
}

串口打印实现

csharp 复制代码 
int fputc(int ch, FILE *f){
	send_byte((uint8_t)ch);
	return ch;
}

复用功能

串口为PA9和PA10，通过文档查询复用功能。

串口发送流程（了解）

寄存器与电路。

  1. 数据发送缓存寄存器
  2. 状态寄存器
    数据发送的流程，就是向发送缓冲区里放数据，这个发送缓存区寄存器只要有数据，就会触发电路，电路就按照这个数据模拟出高低电平往外发数据。
    发送缓存区寄存器有个特点："小"，只有一个byte，但是超快，寄存器在芯片内部寸土寸金。
    但是存在一个问题，如果发送大量数据，这个寄存器的数据还没发送完成，会覆盖掉，这时候有一个状态寄存器记录了当前发送缓冲去是否是闲置的。（GD32是USART_FLAG_TBE,STM32是UART_FLAG_TXE）

串口的标志位

关心的内容

将代码进行抽取

csharp 复制代码 
static void USART_config() {
    uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA;
    uint32_t usartx_tx_port = GPIOA;
    uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9;
    uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;

    uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA;
    uint32_t usartx_rx_port = GPIOA;
    uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10;
    uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;

    uint32_t usartx = USART0;
    uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;

    uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
    uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
    uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
    uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
    uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;

    /************** gpio config **************/
    // tx
    rcu_periph_clock_enable(usartx_tx_rcu);	// 配置时钟
    gpio_mode_set(usartx_tx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_tx_pin);
    gpio_af_set(usartx_tx_port, usartx_tx_af, usartx_tx_pin);
    gpio_output_options_set(usartx_tx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_tx_pin);
    // rx
    rcu_periph_clock_enable(usartx_rx_rcu); // 配置时钟
    gpio_mode_set(usartx_rx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_rx_pin);
    gpio_af_set(usartx_rx_port, usartx_rx_af, usartx_rx_pin);
    gpio_output_options_set(usartx_rx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_rx_pin);

    /************** usart config **************/
    // 串口时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
    // USART复位
    usart_deinit(usartx);

    usart_baudrate_set(usartx, usartx_p_baudrate);	// 波特率
    usart_parity_config(usartx, usartx_p_parity); // 校验位
    usart_word_length_set(usartx, usartx_p_wl); // 数据位数
    usart_stop_bit_set(usartx, usartx_p_stop_bit); // 停止位
    usart_data_first_config(usartx, usartx_p_data_first); // 先发送高位还是低位

    // 发送功能配置
    usart_transmit_config(usartx, USART_TRANSMIT_ENABLE); 
    // 使能串口
    usart_enable(usartx); 
}

总结起来：

GPIO引脚配置

csharp 复制代码 
uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA;
uint32_t usartx_tx_port = GPIOA;
uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9;
uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;

uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA;
uint32_t usartx_rx_port = GPIOA;
uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10;
uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;

串口配置

csharp 复制代码 
uint32_t usartx = USART0;
uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;

uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;

完整示例

csharp 复制代码 
#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"


static void USART_config() {
    uint32_t usartx_tx_rcu = RCU_GPIOA;
    uint32_t usartx_tx_port = GPIOA;
    uint32_t usartx_tx_pin = GPIO_PIN_9;
    uint32_t usartx_tx_af = GPIO_AF_7;

    uint32_t usartx_rx_rcu = RCU_GPIOA;
    uint32_t usartx_rx_port = GPIOA;
    uint32_t usartx_rx_pin = GPIO_PIN_10;
    uint32_t usartx_rx_af = GPIO_AF_7;

    uint32_t usartx = USART0;
    uint32_t usartx_rcu = RCU_USART0;

    uint32_t usartx_p_baudrate = 115200;
    uint32_t usartx_p_parity = USART_PM_NONE;
    uint32_t usartx_p_wl = USART_WL_8BIT;
    uint32_t usartx_p_stop_bit = USART_STB_1BIT;
    uint32_t usartx_p_data_first = USART_MSBF_LSB;

    /************** gpio config **************/
    // tx
    rcu_periph_clock_enable(usartx_tx_rcu);	// 配置时钟
    gpio_mode_set(usartx_tx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_tx_pin);
    gpio_af_set(usartx_tx_port, usartx_tx_af, usartx_tx_pin);
    gpio_output_options_set(usartx_tx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_tx_pin);
    // rx
    rcu_periph_clock_enable(usartx_rx_rcu); // 配置时钟
    gpio_mode_set(usartx_rx_port, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, usartx_rx_pin);
    gpio_af_set(usartx_rx_port, usartx_rx_af, usartx_rx_pin);
    gpio_output_options_set(usartx_rx_port, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, usartx_rx_pin);

    /************** usart config **************/
    // 串口时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
    // USART复位
    usart_deinit(usartx);

    usart_baudrate_set(usartx, usartx_p_baudrate);	// 波特率
    usart_parity_config(usartx, usartx_p_parity); // 校验位
    usart_word_length_set(usartx, usartx_p_wl); // 数据位数
    usart_stop_bit_set(usartx, usartx_p_stop_bit); // 停止位
    usart_data_first_config(usartx, usartx_p_data_first); // 先发送高位还是低位

    // 发送功能配置
    usart_transmit_config(usartx, USART_TRANSMIT_ENABLE); 
    // 使能串口
    usart_enable(usartx); 
}

//发送一byte数据
void send_byte(uint8_t data) {
    //通过USART发送
    usart_data_transmit(USART0, data);
    //判断缓冲区是否已经空了
    //FlagStatus state = usart_flag_get(USART_NUM,USART_FLAG_TBE);
    while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));
}

// 发送多个byte数据
void send_data(uint8_t* data, uint32_t len) {
    while(data && len--) {
        send_byte(*data);
        data++;
    }
}

//发送字符串
void send_string(char *data){
	//满足: 1.data指针不为空  2.发送的数据不是\0结束标记
	while(data && *data){
		send_byte((uint8_t)(*data));
		data++;
	}
}

int fputc(int ch, FILE *f){
	send_byte((uint8_t)ch);
	return ch;
}

int main(void)
{
    systick_config();
    USART_config();
    uint8_t cnt;
    while(1) {
        //      send_byte(cnt++);
        //		send_string("hello\r\n");
        //		printf("hello %d\r\n", cnt++);
        delay_1ms(1000);
    }
}
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