ESP8266學習歷程(6)——UART

串行接口簡稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是採用串行通信方式的擴展接口。串行接口 （Serial Interface）是指數據一位一位地順序傳送。

數據格式;一個字符一個字符地傳輸，每個字符一位一位地傳輸，並且傳輸一個字符時，總是以“起始位”開始，以“停止位”結束，字符之間沒有固定的時間間隔要求。
每一個字符的前面都有一位起始位(低電平)，字符本身由7位數據位組成，接着字符後面是一位校驗位(檢驗位可以是奇校驗、偶校驗或無校驗位)，最後是一位或一位半或二位停止位，停止位後面是不定長的空閒位，停止位和空閒位都規定爲高電平。實際傳輸時每一位的信號寬度與波特率有關，波特率越高，寬度越小，在進行傳輸之前，雙方一定要使用同一個波特率設置。

平常使用類似STM32這種平臺使用串口一般是用來做調試或者外接一些模塊比如：藍牙、超聲波等等，同樣ESP8266針對串口這塊提供的接口也是特別多，本文只針對主要的幾個關鍵函數進行解析；

頭文件

#include "driver/uart.h"

SDK中提供的接口與STM32的串口配置大同小異，無外乎就是配置串口的波特率、數據位、停止位、奇偶校驗位等等，再者就還有串口中斷配置如接收中斷、發送中斷、超時中斷等等。

串口配置結構體

typedef struct {
    int baud_rate;                      /*!< 串口波特率 */
    uart_word_length_t data_bits;       /*!< 字長（數據位）*/
    uart_parity_t parity;               /*!< 奇偶校驗位 */
    uart_stop_bits_t stop_bits;         /*!< 停止位 */
    uart_hw_flowcontrol_t flow_ctrl;    /*!< UART硬件流控制模式（cts / rts） */
    uint8_t rx_flow_ctrl_thresh;        /*!< 設置串口RTS閾值 */
} uart_config_t;

簡單的使用起來就兩個步驟：

• 串口相關參數的配置
• 安裝UART驅動程序

通過以上兩步就可以通過串口進行讀寫了；

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串口相關參數配置

當我們創建一個uart_config_t uart_config的結構體進行配置後，只需要調用一個函數即可完成配置；

UART參數配置函數

*esp_err_t uart_param_config(uart_port_t uart_num, uart_config_t uart_conf)

參數	解析
uart_num	要配置的Uart號
uart_conf	uart_config_t結構體

函數原型如下：

esp_err_t uart_param_config(uart_port_t uart_num,  uart_config_t *uart_conf)
{
    UART_CHECK((uart_num < UART_NUM_MAX), "uart_num error", ESP_ERR_INVALID_ARG);

    if (uart_num == UART_NUM_1) {
        PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO2_U, FUNC_U1TXD_BK);
    } else {
        PIN_PULLUP_DIS(PERIPHS_IO_MUX_U0TXD_U);
        PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_U0RXD_U, FUNC_U0RXD);
        PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_U0TXD_U, FUNC_U0TXD);

        if (uart_conf->flow_ctrl & UART_HW_FLOWCTRL_RTS) {
            PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTDO_U, FUNC_U0RTS);
        }

        if (uart_conf->flow_ctrl & UART_HW_FLOWCTRL_CTS) {
            PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTCK_U, FUNC_UART0_CTS);
        }

        uart_set_hw_flow_ctrl(uart_num, uart_conf->flow_ctrl, uart_conf->rx_flow_ctrl_thresh);
    }

    uart_set_baudrate(uart_num, uart_conf->baud_rate);		//波特率
    uart_set_word_length(uart_num, uart_conf->data_bits);	//字長
    uart_set_stop_bits(uart_num, uart_conf->stop_bits);		//停止位
    uart_set_parity(uart_num, uart_conf->parity);		    //奇偶校驗位
    uart_reset_rx_fifo(uart_num);							

    return ESP_OK;
}

不難看出，該函數調用了單獨配置給各種參數的接口，算是一個串口配置的結合函數，使用起來十分方便，但是如果想要對單獨的某個設置進行配置的話，也可以使用對應的接口去配置。

安裝UART驅動程序

類似於GPIO配置中開啓GPIO中斷一樣，中斷服務需要通過一個函數來進行安裝，串口在配置完成後，也需要進行串口服務安裝，調用以下函數。

esp_err_t uart_driver_install(uart_port_t uart_num, int rx_buffer_size, int tx_buffer_size, int queue_size, QueueHandle_t *uart_queue);

參數	解析
uart_num	Uart端口號
rx_buffer_size	UART 接收緩衝區的大小
tx_buffer_size	UART 發送緩衝區的大小。如果設置爲零，驅動程序將不使用TX緩衝區，TX函數將阻塞任務，直到所有數據都已發送出去，即需要發送完後才能執行別的工作
queue_size	UART事件隊列的大小/深度
uart_queue	UART事件隊列句柄(輸出參數)。如果成功，這裏將寫入一個新的隊列句柄來提供對UART事件的訪問。如果設置爲NULL，驅動程序將不使用事件隊列。

用例：實現藍牙接收並打印（這裏用的藍牙4.0波特率是9600，所以爲了避免看到亂碼，需要在make menuconfig中設置monitor的波特率爲9600）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

#include "driver/uart.h"

static const char *TAG = "bluetooth test";


static void ble_task(void *arg)
{
    uart_config_t uart_config = {
        .baud_rate = 9600,                      //藍牙波特率
        .data_bits = UART_DATA_8_BITS,          //8位數據位
        .parity    = UART_PARITY_DISABLE,       //無奇偶校驗
        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,          //1位停止位
        .flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE   //無硬件流
    };
    
    uart_param_config(UART_NUM_0, &uart_config);                //配置初始化
    uart_driver_install(UART_NUM_0, 1024 * 2, 0, 0, NULL);  //安裝串口驅動
    
    uint8_t *pBuff = (uint8_t *) malloc(1024);
    
     while (1) {
        memset(pBuff, 0, 1024);
        int len = uart_read_bytes(UART_NUM_0, pBuff, 1024, 20 / portTICK_RATE_MS);
        if(len > 0)
            ESP_LOGI(TAG, "pBuff : %s\n", pBuff);
    }
}

void app_main(void)
{    
    xTaskCreate(ble_task, "uart_ble_task", 1024, NULL, 10, NULL);
}

結果：

說明：官方提供的UART的接口可不止這裏介紹的這點，詳見頭文件下的接口說明，這類博文只是快速拉一遍ESP8266的基礎學習而已，要深入瞭解還是去看看官方提供的接口，這裏講不完太多了。

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