單片機技術與應用電子教案 3.串口發(fā)送字符串

課時教案課程：單片機技術與應用-基于CC2530的ZigBee技術開發(fā)與應用課題串口發(fā)送字符串課時4教學目標知識：1.掌握UART發(fā)送的工作原理2.掌握串口調試助手的使用方法3.掌握串口發(fā)送字符串的程序設計流程技能：1.能根據(jù)實際應用實現(xiàn)UART發(fā)送數(shù)據(jù)通信。2.能使用串口調試助手進行配置。3.會應用IAR軟件編寫、編譯、鏈接、下載、調試程序，能夠將CCDebugger仿真下載器的下載線連接到ZigBee實訓模塊與電腦，進行仿真演示。素質：1.實訓過程中，具備節(jié)電、安全用電意識及工作現(xiàn)場的6S意識。2.具備創(chuàng)新意識。重點1.串口調試助手的使用2.串口發(fā)送函數(shù)難點串口發(fā)送字符串程序設計流程教法任務驅動式理實一體化學法實訓小組合作教具試驗多媒體、PPT課件教學過程問題設計及知識點師生互動設計（問題與任務）串口發(fā)送字符串【任務描述】基于ZigBee實訓模塊，編程實現(xiàn)按照設定的時間間隔（2s）通過串口不斷地向PC發(fā)送字符串“HelloZigBee!”?！救蝿辗治觥?.知識分析實現(xiàn)通過串口發(fā)送字符串，必須要理解UART發(fā)送原理，能夠正確配置串口相關寄存器，清晰UART發(fā)送流程。2.設備分析實訓任務選擇ZigBee實訓模塊如下圖4-1-1所示，會識讀此實訓模塊電路圖，理解此模塊串口工作原理。另外還需選取USB轉串口線對ZigBee模塊與PC進行連接，并通過串口調試助手進行調試。3.技能分析實現(xiàn)通過串口發(fā)送字符串，需具備UART發(fā)送數(shù)據(jù)通信知識技能，會運用IAR軟件進行編程，并能夠編譯、鏈接、調試程序；會利用CCDebugger仿真下載器，將仿真器的下載線連接到ZigBee實訓模塊與電腦，通過串口助手調試配置，進行仿真演示。【知識儲備】一、串口通信基礎1.串口2.串口通信二、CC2530串口通信三、CC2530串口通信接口四、串口通信接口相關寄存器五、設置波特率六、初始化串口配置七、UART發(fā)送當USART收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖寄存器UxDBUF寫入數(shù)據(jù)時，該字節(jié)發(fā)送到輸出引腳TXDx，開始數(shù)據(jù)的傳輸。UxDBUF是雙緩沖的。當字節(jié)傳送開始時，UxCSR.ACTIVE位變?yōu)楦唠娖?，而當字?jié)傳送結束時為低。當傳送結束時，UxCSR.TX_BYTE位設置為1。當USART收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖寄存器就緒，準備接收新的發(fā)送數(shù)據(jù)時，產生了一個中斷請求。該中斷在傳送開始之后立刻發(fā)生，觸發(fā)TX完成中斷標志UTX0IF(具體參考模塊三任務一寄存器IRCON2)，并且數(shù)據(jù)緩沖器被卸載，因此，當字節(jié)正在發(fā)送時，新的字節(jié)能夠裝入數(shù)據(jù)緩沖器。在單字節(jié)的發(fā)送函數(shù)中，把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入UxDBUF后，查詢TX完成標志UTX0IF，當該標志被置1時，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完成，然后清除該標志。八、串口調試工具1.串口調試工具串口調試工具，即串行通信接口調試軟件。它有著數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等功能，且小巧精致、操作簡捷、功能強大。串口調試工具可以幫助用戶在串口通訊監(jiān)控，設備通訊測試工作中，有效提高工作效率。2.串口調試助手UartAssist簡介3.串口調試工具的使用使用注意事項：1）依據(jù)計算機串口連接情況，選擇正確的串口號。如果使用USB轉串口線連接，則需要安裝好驅動程序，通過計算機的設備管理器查找出正確的串口號。2）依據(jù)任務要求選擇正確的波特率。3）選擇校驗位、數(shù)據(jù)位及停止位。默認選擇校驗位：NONE；數(shù)據(jù)位：8；停止位：1。4）設置接收/發(fā)送。根據(jù)任務要求設置ASCII（文本模式）或HEX（十六進制模式）。點擊“打開”按鈕變?yōu)椤瓣P閉”。4.串口調試助手的設置【任務指導】1.程序設計思路1）任務流程圖：2）初始化USART0的各個寄存器，設置USART0的工作方式為UART模式，并將其波特率設置為19200。3）設計字符串發(fā)送函數(shù)，在主函數(shù)中調用字符串發(fā)送函數(shù)，每隔一定的延時（2S）發(fā)送一次。2.搭建開發(fā)環(huán)境1）新建工作區(qū)，工作區(qū)名為：work5_2。2）新建工程，工程名為：project5_2。3）新建源程序文件，命名為test5_2.c。4）將test5_2.c文件添加到project5_2工程中。5）按鍵CTRL+S保存工作區(qū)。6）配置工程選項，“Project”->“Options”->“GeneralOptions”，“Device”->“TexasInstruments”->“CC2530F256”。7）配置linker,勾選Overridedefault8）配置Debugger，“Debugger”->“Setup”->“Driver”->“TexasInstruments”。3.在編輯窗口設計程序（1）準備工作引入CC2530必要的頭文件“iocc2530.h”，定義相關變量及延時函數(shù),具體代碼如下:#include<iocc2530.h>chardata[]="HelloZigBee!";voiddelay(unsignedinti)//延時函數(shù){unsignedintj,k;for(j=0;j<i;j++){for(k=0;k<500;k++);}}（2）串口初始化配置voidinitial_usart_tx(){PERCFG=0X00;//usart0使用備用位置1，TX-P0_3,RX-P0_2P0SEL|=0X3C;//USART0使用位置1,設置相應引腳為片內外設I/O口P2DIR&=~0XC0;//P0優(yōu)先作為UART模式U0CSR|=0X80;//選擇USART通信為UART模式U0UCR|=0X80;//設置USART工作方式。U0GCR=9;U0BAUD=59;//配置串口工作的波特率,波特率設置為19200UTX0IF=0;//清除USATR發(fā)送中斷標志}（3）設計字符串發(fā)送函數(shù)在通過串口UART0發(fā)送字符串的函數(shù)中,循環(huán)逐個發(fā)送字符,通過判斷是否遇到字符串長度結束標志控制循環(huán)。voiduart_tx_string(char*data_tx,intlen){unsignedintj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*data_tx++;while(UTX0IF==0);//等待發(fā)送完成UTX0IF=0;//清除串口發(fā)送標志位}}（4）設計主函數(shù)voidmain(void){CLKCONCMD&=~0X7F;//晶振選擇為32MHZwhile(CLKCONSTA&0X40);//等待晶振穩(wěn)定CLKCONCMD&=~0X47;//設置系統(tǒng)主時鐘頻率為32MHZinitial_usart_tx();while(1){uart_tx_string(data,sizeof(data));//sizeof(data)>計算字符串個數(shù)delay(2000);}}4.編譯、下載程序1）編譯無誤后，將CCDebugger與ZigBee模塊相連，并連接到電腦。2）用USB轉串口數(shù)據(jù)線把ZigBee模塊連接到電腦。3）下載程序，打開串口調試助手，可以看到ZigBee模塊不斷的向PC發(fā)送字符串“HelloZigBee!”。教師引導學生分析任務學生復習總結所學知識小組合作探究UART發(fā)送的工作原理教師總結教師引導學生通過實訓了解串口調試工具的特色及使用方法教師引導學生設置串口調試助手教育引導學生繪制任務流程圖學生依據(jù)任務要求搭建開發(fā)環(huán)境學生編寫程序：引入頭文件，定義相關變量小組合作，依據(jù)串口初始化配置流程設計串口初始化函數(shù)教師指導評價教師指導，設計字符串發(fā)送函數(shù)小組合作探究編寫主函數(shù)做中