第3章-CC2530接口之TinyOS組件編程4(Uart)

第3章_CC2530接口之TinyOS組件編程4(Uart)第一頁，共38頁。3.4串口USART0和USART1是串行通信接口，兩個(gè)USART具有同樣的功能，可以分別運(yùn)行于異步UART模式和同步SPI模式2第二頁，共38頁。3.4.1串口模式USART0和USART1是串行通信接口，兩個(gè)USART具有同樣的功能，可以分別運(yùn)行于在兩種模式下：異步UART模式同步SPI模式3第三頁，共38頁。3.4.1串口模式異步UART模式:UART模式提供異步串行接口，在UART模式中，有2種接口選擇方式：2線接口和4線接口。2線接口，即使用RXD、TXD

。4線接口，即使用引腳RXD、TXD、RTS和CTS4第四頁，共38頁。3.4.1串口模式UART模式的操作具有以下特點(diǎn):8位或者9位負(fù)載數(shù)據(jù)。奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或者無奇偶校驗(yàn)。配置起始位和停止位。配置LSB（最低有效位）或者M(jìn)SB（最高有效位）首先傳送。獨(dú)立收發(fā)中斷。獨(dú)立收發(fā)DMA觸發(fā)。奇偶校驗(yàn)和幀校驗(yàn)出錯(cuò)狀態(tài)。5第五頁，共38頁。3.4.1串口模式UART模式提供全雙工傳送，接收器中的位同步不影響發(fā)送功能。傳送一個(gè)UART字節(jié)包含1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)作為可選的第9位數(shù)據(jù)或者奇偶校驗(yàn)位，再加上1個(gè)或者2個(gè)停止位6第六頁，共38頁。USART控制和狀態(tài)寄存器UxCSR3.4.1串口模式UART操作由USART控制和狀態(tài)寄存器UxCSR以及UART控制寄存器UxUCR

位名稱復(fù)位R/W描述7MODE0R/WUSART模式選擇0：SPI模式1：UART模式6RE0R/W啟動(dòng)UART接收器。注意UART完全配置之前不能接收。0：禁止接收器1：使能接收器5SLAVE0R/WSPI主或者從模式選擇0：SPI主模式1：SPI從模式4FE0R/W0UART幀錯(cuò)誤狀態(tài)0：無幀錯(cuò)誤檢測(cè)1：字節(jié)收到不正確停止位級(jí)別3FRR0R/W0UART奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)0：無奇偶校驗(yàn)檢測(cè)1：字節(jié)收到奇偶錯(cuò)誤2RX_BYTE0R/W0接收字節(jié)狀態(tài)，UART模式和SPI模式。當(dāng)讀U0DBUF該位自動(dòng)清零，通過寫0清除它，這樣有效丟棄U0BUF中的數(shù)據(jù)0：沒有收到字節(jié)1：接收字節(jié)就緒1TX_BYTE0R/W0傳送字節(jié)狀態(tài)，UART和SPI從模式0：字節(jié)沒有傳送1：寫到數(shù)據(jù)緩存寄存器的最后字節(jié)已經(jīng)傳送0ACTIVE0RUSART傳送/接收主動(dòng)狀態(tài)0：USART空閑1：USART在傳送或者接收模式忙碌//設(shè)置UART模式U0CSR|=0x80;//允許接收U0CSR|=0x40；7第七頁，共38頁。USART控制和狀態(tài)寄存器UxCSR3.4.1串口模式UART操作由USART控制和狀態(tài)寄存器UxCSR以及UART控制寄存器UxUCRUART控制寄存器UxUCR位名稱復(fù)位R/W描述7FLUSH0R/W1清除單元。當(dāng)設(shè)置時(shí)，該事件將會(huì)立即停止當(dāng)前操作并返回單元的空閑狀態(tài)6FLOW0R/WUART硬件流使能。用RTS和CTS引腳選擇硬件流控制的使用0：流控制禁止1：流控制使能5D90R/WUART奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)使能奇偶校驗(yàn)，寫入D9的值決定發(fā)送的第9位的值。如果收到的第9位不匹配收到的字節(jié)的奇偶校驗(yàn)，接收?qǐng)?bào)告ERR。0：奇校驗(yàn)1：偶校驗(yàn)4BIT90R/WUART9位數(shù)據(jù)使能。當(dāng)該位是1時(shí)，使能奇偶校驗(yàn)位傳輸即第9位。如果通過PARITY使能奇偶校驗(yàn)，第9位的內(nèi)容是通過D9給出的。0：8位傳輸1：9位傳輸3PARITY0R/WUART奇偶校驗(yàn)使能。除了為奇偶校驗(yàn)設(shè)置該位用于計(jì)算，必須使能9位模式0：禁用奇偶校驗(yàn)1：使能奇偶校驗(yàn)2SPB0R/WUART停止位數(shù)。選擇要傳送的停止位的位數(shù)0：1位停止位1：2位停止位1STOP0R/WUART停止位的電平必須不同于開始為的電平0：停止位低電平1：停止位高電平0START0R/WUART起始位電平，閑置線的極性采用選擇的起始位級(jí)別的電平的相反的電平0：起始位低電平1：起始位高電平8第八頁，共38頁。3.4.1串口模式當(dāng)UxCSR.MODE設(shè)置為1時(shí)，就選擇了UART模式。當(dāng)USART收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖器UxDBUF寫入數(shù)據(jù)時(shí)，該字節(jié)發(fā)送到輸出引腳TXD。UxDBUF寄存器是雙緩沖的

位名稱復(fù)位R/W描述7：0DATA[7：0]0x00R/WUSART接收和傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)寫這個(gè)寄存器的時(shí)候數(shù)據(jù)被寫到內(nèi)部的傳送數(shù)據(jù)寄存器，當(dāng)讀取該寄存器的時(shí)候，數(shù)據(jù)來自內(nèi)部讀取的數(shù)據(jù)寄存器//定義一個(gè)字符型變量unsignedchartemp;//讀出U0DBUF中的數(shù)據(jù)temp=U0DBUF；9第九頁，共38頁。3.4.1串口模式UART發(fā)送過程

當(dāng)字節(jié)傳送開始時(shí)，UxCSR.ACTIVE位變?yōu)楦唠娖?，而?dāng)字節(jié)傳送結(jié)束時(shí)為低電平。當(dāng)傳送接收結(jié)束時(shí)，UxCSR.TX_BYTE位設(shè)置為1。當(dāng)USART收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖寄存器就緒，準(zhǔn)備接收新的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)中斷請(qǐng)求。該中斷在傳送開始之后立刻發(fā)生，因此，當(dāng)字節(jié)正在發(fā)送時(shí)，新的字節(jié)能夠裝入數(shù)據(jù)緩存器。

10第十頁，共38頁。3.4.1串口模式UART接收過程

當(dāng)1寫入U(xiǎn)xCSR.RE位時(shí)，在UART上數(shù)據(jù)接收開始。UART在輸入引腳RXDx中尋找有效起始位，并且設(shè)置UxCSR.ACTIVE位為1。當(dāng)檢測(cè)出有效起始位時(shí)，收到的字節(jié)就傳入到接收寄存器，UxCSR.RX_BYTE位設(shè)置為1。該操作完成時(shí)，產(chǎn)生接收中斷。同時(shí)UxCSR.ACTIVE變?yōu)榈碗娖健Ｍㄟ^寄存器UxBUF提供收到的數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)UxBUF讀出時(shí)，UxCSR_BYTE位由硬件清零。

11第十一頁，共38頁。3.4.1串口模式UART硬件流控制當(dāng)UxUCR.FLOW位設(shè)置為1，硬件流控制使能。然后，當(dāng)接收寄存器為空而且接收使能時(shí)，RTS輸出變低。在CTS輸入變低之前，不會(huì)發(fā)生字節(jié)傳送。硬件流控制適用于“4線接口”。12第十二頁，共38頁。3.4.1串口模式UART特征格式如果寄存器UxUCR中的BIT9和奇偶校驗(yàn)位設(shè)置為1，那么奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生且使能。奇偶校驗(yàn)計(jì)算出來，作為第9位來傳送。在接收期間，奇偶校驗(yàn)位計(jì)算出來而且與收到的第9位進(jìn)行比較。如果奇偶校驗(yàn)位出錯(cuò)，則UxCSR.ERR位設(shè)置為高電平。當(dāng)讀取UxCSR時(shí)，UxCSR.ERR位清除。

13第十三頁，共38頁。3.4.1串口模式波特率產(chǎn)生當(dāng)運(yùn)行UART模式時(shí)，內(nèi)部的波特率發(fā)生器設(shè)置UART波特率。當(dāng)運(yùn)行在SPI模式時(shí)，內(nèi)部的波特率發(fā)生器設(shè)置SPI主時(shí)鐘頻率。

波特率由寄存器UxBAUD.BAUD[7:0]和UxGCR.BAUD_E[4:0]定義，該波特率用于UART傳送，也用于SPI傳送的串行時(shí)鐘速率。

f是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，等于16MHzRCOSC或者32MHzXOSC

14第十四頁，共38頁。3.4.1串口模式波特率控制寄存器BAUD_M位名稱復(fù)位R/W描述7：0BAUD_M[7：0]0x00R/W波特率小數(shù)部分的值。BAUD_E和BAUD_M決定了UART的波特率和SPI的主SCK時(shí)鐘頻率15第十五頁，共38頁。3.4.1串口模式UxGCR通用控制寄存器位名稱復(fù)位R/W描述7CPOL0R/WSPI的時(shí)鐘極性0：負(fù)時(shí)鐘極性1：正時(shí)鐘極性6CPHA0R/WSPI時(shí)鐘相位0：當(dāng)SCK從CPOL倒置到CPOL時(shí)數(shù)據(jù)輸出到MOSI并且當(dāng)SCK從CPOL倒置到CPOL時(shí)數(shù)據(jù)抽樣到MISO1：當(dāng)SCK從CPOL倒置到CPOL時(shí)數(shù)據(jù)輸出到MOSI并且當(dāng)SCK從CPOL倒置到CPOL時(shí)數(shù)據(jù)抽取到MISO5ORDER0R/W傳送位順序0：LSB先傳送1：MSB先傳送4：0BAUD_E[4:0]00000R/W波特率指數(shù)值。BAUD_E和BAUD_M決定了UART的波特率和SPI的主SCK時(shí)鐘頻率16第十六頁，共38頁。3.4.1串口模式標(biāo)準(zhǔn)波特率所需的寄存器值

波特率（bps）UxBAUD.BAUD_MUxGCR.BAUD_E誤差（%）24005960.1448005970.1496005980.141440021680.03192005990.142880021690.033840059100.1457600216100.037680059110.14115200216110.03230400216120.03該表適用于典型的32MHz系統(tǒng)時(shí)鐘//設(shè)置波特率為57600U0GCR|=10;U0BAUD|=216;17第十七頁，共38頁。3.4.1串口模式系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置波特率發(fā)生器的時(shí)鐘是從所選的主系統(tǒng)時(shí)鐘源獲得的，主系統(tǒng)時(shí)鐘源可以是32MHzXOSC或16MHzRCOSC。通過CLKCONCMD.OSC位可選擇主系統(tǒng)時(shí)鐘源

//設(shè)置時(shí)鐘晶振為32MHZCLKCONCMD&=~0x40;18第十八頁，共38頁。3.4.1串口模式串口發(fā)送數(shù)據(jù)下述內(nèi)容用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述4.D.4，串口發(fā)送數(shù)據(jù)

P0.2為串口的RX，P0.3為串口的TX。通過JP6使用跳線選擇使用RS232或者RS485

采用兩線方式19第十九頁，共38頁。3.4.1串口模式串口初始化選擇工作時(shí)鐘。選擇串口外設(shè)備用位置。初始化I/O口。設(shè)置波特率。voidinitUARTtest(void){//初始化時(shí)鐘

InitClock();//使用串口備用位置1P0口

PERCFG=0x00;//P0用作串口

P0SEL=0x3c;//選擇串口0優(yōu)先作為串口

P2DIR&=~0XC0;//UART方式

U0CSR|=0x80;//波特率baud_e的選擇

U0GCR|=10; //波特率設(shè)為57600U0BAUD|=216;//串口0發(fā)送中斷標(biāo)志清零

UTX0IF=0;}20第二十頁，共38頁。3.4.1串口模式串口發(fā)送字符串函數(shù)voidUartTX_Send_String(char*Data,intlen){intj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*Data++;while(UTX0IF==0);UTX0IF=0;}}21第二十一頁，共38頁。3.4.1串口模式主函數(shù)//包含的頭文件#include<ioCC2530.h>#include<string.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar//定義控制燈的端口#defineLED1P1_0#defineLED2P1_1//函數(shù)聲明voidDelay(uint);voidinitUARTtest(void);voidUartTX_Send_String(char*Data,intlen);/*延時(shí)函數(shù)*/voidDelay(uintn){ uinti; for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++);}22第二十二頁，共38頁。3.4.1串口模式主函數(shù)/*main（）函數(shù)*/voidmain(void){ uchari;charTxdata[30]="QingdaoDongheXinxiJishu";//P1輸出控制LEDP1DIR=0x03;//開LED1LED1=0;//關(guān)LED2LED2=1;//串口初始化initUARTtest();//串口發(fā)送QingdaoDongheXinxiJishuUartTX_Send_String(Txdata,29);//清空Txdatafor(i=0;i<30;i++)Txdata[i]='';//將UART0TXtest賦給Txdata;strcpy(Txdata,"UART0TXtest"); while(1){//串口發(fā)送數(shù)據(jù)UartTX_Send_String(Txdata,sizeof("UART0TXTest"));//延時(shí)Delay(50000);Delay(50000);Delay(50000);LED1=~LED1;LED2=~LED2;}}23第二十三頁，共38頁。3.4.1串口模式下載程序至協(xié)調(diào)器設(shè)備中，程序運(yùn)行后，LED1和LED2不斷閃爍，使用串口工具觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

24第二十四頁，共38頁。3.4.1串口模式SPI模式：在SPI模式中，USART通過3線接口或者4線接口與外部系統(tǒng)通信。接口包含引腳MOSI、MISO、SCK和SS_N。當(dāng)UxCSR.MODE設(shè)置為0時(shí)，選中SPI模式。SPI模式包含下列特征：

3線或者4線SPI接口。主和從模式?？膳渲玫腟CK極性和相位?？膳渲玫腖SB或MSB傳送。25第二十五頁，共38頁。3.4.1串口模式SPI主操作模式當(dāng)寄存器UxBUF寫入字節(jié)后，SPI主模式字節(jié)傳送開始。USART使用波特率發(fā)生器生成SCK串行時(shí)鐘，而且傳送發(fā)送寄存器提供的字節(jié)到輸出引腳MOSI。同時(shí)接收寄存器從輸入引腳MISO獲取收到的字節(jié)。當(dāng)傳送開始UxCSR.ACTIVE位變高，當(dāng)傳送結(jié)束后UxCSR.ACTIVE位變低。當(dāng)傳送結(jié)束時(shí)，UxCSR.TX_BYTE位設(shè)置為1。串行時(shí)鐘SCK的極性由UxGCR.CPOL位選擇，其相位由UxCSR.CPHA位選擇。字節(jié)傳送的順序由UxCSR.ORDER位選擇。傳送結(jié)束時(shí)，收到的數(shù)據(jù)字節(jié)由UxBUF提供讀取。當(dāng)這個(gè)新的數(shù)據(jù)在UxDBUFUSART接收/發(fā)送寄存器中準(zhǔn)備好，就產(chǎn)生一個(gè)中斷。26第二十六頁，共38頁。3.4.1串口模式SPI從操作模式SPI從模式字節(jié)傳送由外部系統(tǒng)控制。輸入引腳MISO上的數(shù)據(jù)傳送到接收寄存器，該寄存器由串行時(shí)鐘SCK控制。SCK為從模式輸入。同時(shí)，發(fā)送寄存器中的字節(jié)傳送到輸出引腳MOSI。當(dāng)傳送開始UxCSR.ACTIVE位變高，當(dāng)傳送結(jié)束后UxCSR.ACTIVE位變低。當(dāng)傳送結(jié)束時(shí)，UxCSR.RX_BYTE位設(shè)置為1。接收中斷產(chǎn)生。串行時(shí)鐘SCK的極性由UxGCR.CPOL位選擇，其相位由UxCSR.CPHA位選擇。字節(jié)傳送的順序由UxCSR.ORDER位選擇。傳送結(jié)束時(shí)，收到的數(shù)據(jù)字節(jié)由UxBUF提供讀取。27第二十七頁，共38頁。3.4.2串口中斷每個(gè)USART都有兩個(gè)中斷：RX完成中斷和TX完成中斷。當(dāng)傳送開始時(shí)，觸發(fā)TX中斷，且數(shù)據(jù)緩沖區(qū)被卸載。

USART的中斷使能位在寄存器IEN0和IEN2中USART0接收中斷RX由IEN0.URX0IE控制。將該位設(shè)置0為中斷禁止，設(shè)置1為中斷使能。USART1接收中斷RX由IEN0.URX1IE控制。將該位設(shè)置0為中斷禁止，設(shè)置1為中斷使能。例如設(shè)置USART0接收中斷以及總中斷使能

//設(shè)置USART0接收中斷和總中斷使能IEN0|=0x84;USART1發(fā)送中斷TX由IEN2.UTX0IE控制。將該位設(shè)置0為中斷禁止，設(shè)置1為中斷使能。USART0發(fā)送中斷TX由IEN2.UTX1IE控制。將該位設(shè)置0為中斷禁止，設(shè)置1為中斷使能。28第二十八頁，共38頁。3.4.2串口中斷中斷標(biāo)志位在寄存器TCON和寄存器IRCON2中TCON中斷標(biāo)志寄存器位名稱復(fù)位R/W描述7URX1IF0R/WH0USART1RX中斷標(biāo)志。當(dāng)USART1RX中斷發(fā)生時(shí)設(shè)為1且當(dāng)CPU指向中斷向量服務(wù)例程時(shí)清除。0：無中斷1：中斷發(fā)生6--0R/W保留5ADCIF0R/WH0ADC中斷標(biāo)志。ADC中斷發(fā)生時(shí)設(shè)為1且CPU指向中斷向量例程時(shí)清除。0：無中斷1：發(fā)生中斷4--0R/W保留3URX0IF0R/WH0USART0RX中斷標(biāo)志。當(dāng)USART0中斷發(fā)生時(shí)設(shè)為1且CPU指向中斷向量例程時(shí)清除0：無中斷1：發(fā)生中斷2IT11R/W保留，必須一直設(shè)為1.設(shè)置為零將使能低級(jí)別中斷探測(cè)，幾乎總是如此（啟動(dòng)中斷請(qǐng)求時(shí)執(zhí)行一次）1RFERRIF0R/WH0RFTX/RXFIFO中斷標(biāo)志。當(dāng)RFERR中斷發(fā)生時(shí)設(shè)為1且CPU指向中斷向量例程時(shí)清除。0：無中斷1：發(fā)生中斷0IT01R/W保留，必須一直設(shè)為1.設(shè)置為零將使能低級(jí)別中斷探測(cè)，幾乎總是如此（啟動(dòng)中斷請(qǐng)求時(shí)執(zhí)行一次）//清中斷標(biāo)志位URX0IF=029第二十九頁，共38頁。3.4.2串口中斷中斷標(biāo)志位在寄存器TCON和寄存器IRCON2中TCON中斷標(biāo)志寄存器IRCON2中斷標(biāo)志寄存器位名稱復(fù)位R/W描述7:5--000R/W保留4WDTIF0R/W看門狗定時(shí)器中斷標(biāo)志0：無中斷1：發(fā)生中斷3P1IF0R/W端口1中斷標(biāo)志0：無中斷1：發(fā)生中斷2UTX1IF0R/WUSART1TX中斷標(biāo)志0：無中斷1：發(fā)生中斷1UTX0IF0R/WUSART0TX中斷標(biāo)志0：無中斷1：發(fā)生中斷0P2IF0R/W端口2中斷標(biāo)志0：無中斷1：發(fā)生中斷30第三十頁，共38頁。3.4.2串口中斷下述內(nèi)容用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述4.D.5，通過串口接收數(shù)據(jù)控制LED的亮滅串口初始化voidinitUARTtest(void){//晶振

CLKCONCMD&=~0x40;//等待晶振穩(wěn)定

while(!(SLEEPSTA&0x40));//TICHSPD128分頻，CLKSPD不分頻

CLKCONCMD&=~0x47;//關(guān)閉不用的RC振蕩器

SLEEPCMD|=0x04;//選擇備用位置1為串口P0口

PERCFG=0x00;//P0用作串口

P0SEL=0x3c;//UART方式

U0CSR|=0x80;//波特率baud_e選擇

U0GCR|=10; //波特率設(shè)為57600U0BAUD|=216;//串口0TX中斷標(biāo)志位置1UTX0IF=1;//允許接收

U0CSR|=0X40;//開總中斷，串口1接收中斷

IEN0|=0x84;}31第三十一頁，共38頁。3.4.2串口中斷下述內(nèi)容用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述4.D.5，通過串口接收數(shù)據(jù)控制LED的亮滅LED初始化voidInit_LED_IO(void){ //P1.0、P1.1控制LED P1DIR|=0x03; //關(guān)LED1 led1=0; //關(guān)LED2 led2=0;}32第三十二頁，共38頁。3.4.2串口中斷下述內(nèi)容用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述4.D.5，通過串口接收數(shù)據(jù)控制LED的亮滅頭文件、函數(shù)聲明以及宏定義#include<iocc2530.h>#include<string.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar//定義控制燈的端口#defineLED1P1_0#defineLED2P1_1//函數(shù)的聲明voidDelay(uint);voidinitUARTtest(void);voidInit_LED_IO(void);ucharRecdata[3]="000";ucharRTflag=1;uchartemp;uintdatanumber=0;33第三十三頁，共38頁。3.4.2串口中斷下述內(nèi)容用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述4.D.5，通過串口接收數(shù)據(jù)控制LED的亮滅主函數(shù)voidmain(void){ ucharii; Init_LED_IO();initUARTtest();while(1){//接收if(RTflag==1){if(temp!=0){//’＃‘被定義為結(jié)束字符if((temp!='#')&&(datanumber<3)){//最多能接收3個(gè)字符Recdata[datanumber++]=temp;}else{//進(jìn)入改變小燈的程序RTflag=3;}//接收三個(gè)字符后進(jìn)入LED控制if(datanumber==3)RTflag=3;temp=0;}}//控制LED1if(RTflag==