PIC单片机高阶实战（四）：PIC32MX串口与4G模块通信

作为一名使用PIC单片机近三十年的工程师，我最早从PIC16F87X系列起步，逐步深入至更集成、功能更丰富的型号。在智慧农业、工业控制等实际项目中，PIC32MX 是我频繁使用的核心芯片。其丰富的外设与六串口设计，非常适合构建多通道通信与控制系统。本次我将以一款实际投产数年的核心控制板为例，控制板MCU型号为PIC32MX534F064H，详解其串口与4G模块（移远EC800K）数据交互。

该控制板集成了以下6大功能：

1、2路RS485数据收发(可接LED屏、各种传感器、或与其他控制板通信)；

2、1路UART-TTL（可接摄像头等）；

3、1路4G模块数据收发（移远或中移4G模块）；

4、1路LORA无线数据收发或RS485数据收发；

5、2路无源开关量输入；

6、太阳能供电（带充电管理）或直流电源直接供电；

一、硬件电路： PIC32MX534F064H与EC800K

PIC32MX534F064H具备六个独立UART模块，本设计中：

UART2 通过电平转换电路连接4G模块，实现无线远程通信。
1、电源电路
EC800K 电源供电要求3.4-4.3 V，需要确保输入电压不低于 3.4 V。所以使用了MP1584与HT7333的组合，MP1584输入范围4.5-28V，输出调节到3.96V给EC800K供电，由HT7333再输出稳定的3.3V，给单片机及相关外设供电，具体可参考我的另一篇文章《电源设计实战：深度解析 MP1584 与 HT7333 高效稳定电源方案》
2、UART2 与 EC800K 串口的电平匹配电路
EC800K串口电平是1.8V，而单片机串口电平是3.3V，所以用了上图的电平转换电路。

二、 EC800K 数据透传简介：

以TCP客户端在透传模式下工作为例讲解一下EC800K的最简配置

下面第"三"的例程串口1和2的数据可以双向透传，串口1做RS485使用，可以接在电脑上通过串口助手软件测试EC800K如何进入TCP透传。

控制板上电后，以下三步测试命令可以让EC800K进入透传模式：

输入"AT"命令，返回"OK",说明单片机与EC800K连接成功；
输入" AT+QIACT=1"命令，返回"OK",说明场景激活成功，就是挂网成功，受网络状态影响，最大响应时间为 150 秒，超过150秒无响应或返回"ERROR",可以在程序里重启模块，设定几次不成功就退出；
输入" AT+QIOPEN=1,0,"TCP","220.180.239.212",8009,0,2"命令，返回"CONNECT",说明进入TCP透传模式，"220.180.239.212"是域名，8009是端口，根据实际输入；受网络状态影响，最大响应时间为 150 秒，超过150秒无响应或返回"ERROR",可以在程序里重启模块，设定几次不成功就退出；

注：在透传模式下AT指令无效，只能当作数据传输，需要输入"+++"退出透传才可以使用AT指令。

三、串口与 4G 通信例程：

以下是串口2与4G模块通信设置示例（80M主频），串口2波特率115200， 8N1格式，具体配置及程序如下：

#include<p32mx534f064h.h>

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#pragma config FPLLMUL=MUL_20,FPLLIDIV=DIV_2,FPLLODIV=DIV_1,FWDTEN=OFF

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#pragma config POSCMOD=HS,FNOSC=PRIPLL,FPBDIV=DIV_1

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#define SYS_FREQ                          (80000000L)

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unsigned char dres_485=1, flag_rev=0,flag_rev2=0,flag_rev3,flag_rev4,flag_rev5,flag_rev6;

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unsigned int  time_tnt,time_tnt2,time_tnt3,time_tnt4,time_tnt5,time_tnt6, ,rev_rnt=0,rev_rnt2=0,rev_rnt3,rev_rnt4,rev_rnt5,rev_rnt6,tran_rnt1=0,tran_rnt2=0,tran_rnt3,tran_rnt4,tran_rnt5,tran_rnt6;

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unsigned char trans[200];

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unsigned char reciv[200];

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unsigned char trans2[200];

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unsigned char reciv2[200];

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unsigned char trans3[200];

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unsigned char reciv3[200];

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unsigned char trans4[200];

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unsigned char reciv4[200];

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unsigned char trans5[200];

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unsigned char reciv5[200];

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unsigned char trans6[200];

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unsigned char reciv6[200];

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void delay(unsigned int a)

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               int i,j;

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               for(i=0;i<a;i++)

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                               for(j=0;j<100;j++)

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void uart_send1(unsigned char dat) //串口1发送数据

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               U1STAbits.UTXEN=1;

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               U1TXREG=dat;

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               while(!U1STAbits.TRMT);

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void uart_send2(unsigned char dat) //串口2发送数据

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               U2STAbits.UTXEN=1;

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               U2TXREG=dat;

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               while(!U2STAbits.TRMT);

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void main() {

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    unsigned int i,j;

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                               AD1PCFG=0XFFFF;

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                               TRISB=0x0180;

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                               PORTB=0x0000;

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                               TRISC=0;

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                               PORTC=0x0000;

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                               TRISD=0x0204;

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                               PORTD=0x0000;

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                               TRISE=0x0000;

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                               PORTE=0x0000;

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                               TRISF=0x0010;

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                               PORTF=0x0000;

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                               TRISG=0x0280;

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                               PORTG=0x0000;

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                               DDPCON = 0x00 ;  //关闭EJTAG口，

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                               OSCCON&=0xfffd;

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SYSTEMConfig(SYS_FREQ, SYS_CFG_WAIT_STATES | SYS_CFG_PCACHE);

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ConfigIntTimer1(T1_INT_ON | T1_INT_PRIOR_5 | T1_INT_SUB_PRIOR_1);

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INTConfigureSystem(INT_SYSTEM_CONFIG_MULT_VECTOR);

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UARTSetLineControl(UART1, UART_DATA_SIZE_8_BITS | UART_PARITY_NONE | UART_STOP_BITS_1);

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                           UARTConfigure(UART1, UART_ENABLE_HIGH_SPEED|UART_ENABLE_PINS_TX_RX_ONLY);

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                           UARTSetDataRate(UART1, SYS_FREQ,9600);

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                           UARTSetFifoMode(UART1, UART_INTERRUPT_ON_RX_NOT_EMPTY);

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                           ConfigIntUART1(UART_RX_INT_EN | UART_INT_PR6 | UART_INT_SUB_PR2);

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                           EnableIntU1RX;

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                           UARTEnable(UART1, UART_ENABLE_FLAGS(UART_PERIPHERAL | UART_RX | UART_TX));

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                           UARTSetLineControl(UART2, UART_DATA_SIZE_8_BITS | UART_PARITY_NONE | UART_STOP_BITS_1);

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                           UARTConfigure(UART2, UART_ENABLE_HIGH_SPEED|UART_ENABLE_PINS_TX_RX_ONLY);

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                           UARTSetDataRate(UART2, SYS_FREQ, 115200);

复制代码

                           UARTSetFifoMode(UART2, UART_INTERRUPT_ON_RX_NOT_EMPTY);

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                           ConfigIntUART2(UART_RX_INT_EN | UART_INT_PR6 | UART_INT_SUB_PR2);

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                           EnableIntU2RX;

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                           UARTEnable(UART2, UART_ENABLE_FLAGS(UART_PERIPHERAL | UART_RX | UART_TX));

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//其他初始化

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INTEnableInterrupts();

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                           OpenTimer1(T1_ON | T1_PS_1_1 | T1_SOURCE_INT,4000); //分频设置为1

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delay(10000);

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while(1) {

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        // 主循环，可加入其他任务

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      //此处具体程序可参考我的另一篇文章《PIC单片机进阶实战（二）：PIC16F1947串口与4G模块数据交互》

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void __ISR(_UART1_VECTOR, IPL6SOFT) IntUart1Handler(void)

{

if (INTGetFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART1)))

{

reciv[rev_rnt]=UARTGetDataByte(UART1);

rev_rnt+=1;

time_tnt=0;

flag_rev=1;

}

INTClearFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART1));

}

void __ISR(_UART2_VECTOR, IPL6SOFT) IntUart2Handler(void)

{

if (INTGetFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART2)))

{

reciv2[rev_rnt2]=tmp2=UARTGetDataByte(UART2);

rev_rnt2+=1;

time_tnt2=0;

flag_rev2=1;

}

INTClearFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART2));

}

void __ISR(_TIMER_1_VECTOR, ipl5) _Timer1Handler(void)

{

// DisableIntT1;

if(flag_rev==1)

{

time_tnt+=1; //1570约为06ms

}

if(flag_rev2==1)

{

time_tnt2+=1; //1570约为06ms

}

INTClearFlag(INT_T1);//中断标志清零

// EnableIntT1;

}

四、本系列文章规划

本文是《PIC单片机高阶实战》系列的第四篇，后续将逐步展开以下内容：

|----|-------------------|-----------------|
| 序号 | 主题 | 内容概要 |
| 1 | 振荡器与定时器 | 时钟配置与定时中断 |
| 2 | UART 通信 | 串口配置、波特率转换、数据透传 |
| 3 | I/O 按键输入 | 电平变化中断 |
| 4 | 4G 模块数据收发 | AT指令控制、4G模块数据透传 |
| 5 | 数据存储 | 数据存储与读取 |

《 PIC 单片机入门实战》共 8 篇文章与《 PIC 单片机进阶实战》共 6 篇文章与《 PIC 单片机高阶实战》 5 篇内容来源于我自己画的电路原理图及程序，有对 PIC 单片机感兴趣想学习的朋友可以关注我，免费赠送资料（包括原理图、数据手册、各种例程等）。

有需要这款开发板的朋友也可以关注联系我。

后续干货不断，咱们一起在单片机的世界里，共同进步。