學習KEA之UART之一：簡介和發送數據

我們以KEA64系列來學習UART 。這是最常用的外設之一了，必須要掌握的。

簡介

KEA64有3個串口：UART0， UART1， UART2， 時鐘來自Bus Clock。

幾個重要的參數：

• 起始位（固定1位）
• 波特率（300 - 1500000bps）
• 數據位 (5 - 8位，低位數據先發送)
• 校驗位 （None、奇校驗或偶校驗）
• 停止位 （1、1.5 或2）
• 流控（不常用）

比較常見的配置之一：

• 波特率（9600bps）
• 數據位 (8位)
• 校驗位 （None）
• 停止位 （1）
• 流控（無）

則發送一個字節，需要發送的有：起始位1位、數據位8位、停止位1位，總共10位，總共時間是 10 bit * (1/9600) s/bit ≈ 1.04 ms， 串口波形如下（TTL電平）：

從上圖可以看到，空閒時，UART的TX都是高電平（約2.2V），起始位是低電平，數據位（高電平表示1，低電平表示0，低位先發送，對應波形是b10101010，反過來就是b01010101，即最終發送的數據是0x55），停止位是高電平。更多的串口解讀，可以參考：深入剖析串口通信數據格式

串口初始化的過程發下：

1. 使能串口時鐘
2. 設置停止位
3. 設置波特率
4. 設置校驗位和數據位
5. 允許發送或 接收
6. 允許中斷（可選）
7. 使能串口管腳

串口發送過程（非中斷）如下：

1. 等待發送緩衝區爲空
2. 清除TDRE 標誌位
3. 加載數據到串口數據寄存器發送

發送程序

#include "derivative.h" /* include peripheral declarations SSKEAZN64M2 */

void Clk_Init(void);
void Enable_Interrupt(uint8_t vector_number);
void init_PIT(void);

void UART_Init(void);
void UART_Transmit_Char(char send);
void UART_Transmit_String(char data_string[]);

uint8_t timer1sFlag = 0;

int main(void)
{
	Clk_Init();
	init_PIT();
	init_GPIO();
	UART_Init();
	Enable_Interrupt(PIT_CH1_IRQn);

	for(;;)
	{
		if (timer1sFlag)
		{
			timer1sFlag = 0;

			UART_Transmit_Char(0x55);
		}
	}

	return 0;
}

/***********************************************************************************************
*
* @brief    CLK_Init - Initialize Core Clock to 40MHz, Bus Clock to 20MHz
* @param    none
* @return   none
*
************************************************************************************************/
void Clk_Init(void)
{
	ICS_C1|= ICS_C1_IRCLKEN_MASK; /* Enable the internal reference clock*/
	ICS_C3 = 0x50; /* Reference clock frequency = 31.25 kHz*/

	while(!(ICS_S & ICS_S_LOCK_MASK)); /* Wait for PLL lock, now running at 40 MHz (1024*39.0625 kHz) */

	ICS_C2 |= ICS_C2_BDIV(1) ; /* BDIV=b001, Bus clock = 20 MHz*/
	ICS_S |= ICS_S_LOCK_MASK ; /* Clear Loss of lock sticky bit */
}

/***********************************************************************************************
*
* @brief    init_PIT - 設定定時器週期溢出時間1s, 啓動中斷
* @param    none
* @return   none
*
************************************************************************************************/
void init_PIT(void)
{
	SIM_SCGC |= SIM_SCGC_PIT_MASK;     /* Enable bus clock to PIT module */
	PIT_MCR = 0x0;                     /* Turn on PIT module, Freeze disabled */
	PIT_LDVAL1 = 20000000 - 1;         /* PIT1: Load value to count 20M bus clocks */
	PIT_TCTRL1 |= PIT_TCTRL_TIE_MASK;  /* Enable interrupt */
	PIT_TCTRL1 |= PIT_TCTRL_TEN_MASK;  /* PIT1: Start timer */

	PIT_TCTRL1 |= PIT_TCTRL_TEN_MASK;
}

/***********************************************************************************************
*
* @brief    Enable_Interrupt(uint8_t vector_number). Enable interrupts from desired module.
* @param    Module interrupt number from the interrupts vector table
* @return   none
*
************************************************************************************************/
void Enable_Interrupt(uint8_t vector_number)
{
	NVIC_ClearPendingIRQ(vector_number); 		/* Clear pending interrupt register */
	NVIC_EnableIRQ(vector_number); 				/* Enable required Interrupt */
}

/***********************************************************************************************
*
* @brief    PIT_CH1_IRQHandler - PIT CH1中斷程序
* @param    none
* @return   none
*
************************************************************************************************/
void PIT_CH1_IRQHandler (void)
{
	PIT_TFLG1 |= PIT_TFLG_TIF_MASK; /* Clear PIT1 flag */

	timer1sFlag = 1;
}

void UART_Init(void)
{
	SIM_SCGC |= SIM_SCGC_UART0_MASK; /* Enable bus clock in UART0 */
	UART0_BDH = 0; /* One stop bit*/
	UART0_BDL = 130; /* For 9600 baud: baud divisor=20M/9600/16 = ~130 */
	UART0_C1 = 0; /* No parity enable,8-bit format*/
	UART0_C2 |= UART_C2_TE_MASK; /* Enable Transmitter*/
	UART0_C2 |= UART_C2_RE_MASK; /* Enable Receiver*/
	//UART0_C2 |= UART_C2_RIE_MASK; /* Enable Receiver interrupts*/
	SIM_PINSEL |= SIM_PINSEL_UART0PS_MASK; /* UART0_RX and UART0_TX are mapped on PTA2 and PTA3 */
}

/* Function to Transmit single Char */
void UART_Transmit_Char(char send)
{
	while((UART0_S1 & UART_S1_TDRE_MASK)==0); /* Wait for transmit buffer to be empty */

	(void)UART0_S1; /* Read UART0_S1 register to clear TDRE */

	UART0_D = send; /* Send data */
}

/* Function to Transmit whole string */
void UART_Transmit_String(char data_string[])
{
	int i = 0;

	while(data_string[i] != '\0')
	{
		/* Send chars one at a time */
		transmit_char(data_string[i]);
		i++;
	}
}