Microchip PIC32入門(4)-UART簡介

alphi

前言

   目前MCU可以與PC介面溝通常見有USB,USART/UART(RS232),GPIB(IEEE 488.1),RS485.其中以USART/ART(RS232)最為常見也最好控制.在Microchip PIC32系列中,最高可以提供高達6組與20Mbps傳輸速率的UART.以下將會使用PIC32 Peripheral Library與Microchip C32 Compiler作為實驗依據


原理

   請參考wikipedia,http://zh.wikipedia.org/wiki/串行端口
   序列通訊在軟體設定里需要做多項設定，最常見的設定包括鮑率（Baud Rate）、同位檢查（Parity Check）和停止位（Stop Bit）。

  鮑率:是指從一裝置發到另一裝置的位元率，即每秒鐘多少位元bits per second (bit/s)。典型的鮑率是300, 1200, 2400, 9600, 115200, 19200等bits。一般通訊兩端裝置都要設為相同的鮑率，但有些裝置也可以設定為自動檢測鮑率。

  同位檢查:（Parity：是用來驗證資料的正確性。同位檢查一般不使用，如果使用，那麼既可以做奇同位（Odd Parity）也可以做偶同位（Even Parity）。同
位檢查是透過修改每一發送位元組（也可以限制發送的位元組）來工作的。如果不作同位檢查，那麼資料是不會被改變的。在偶同位中，因為奇偶檢查位會被相應的置1或0（一般是最高位或最低位），所以資料會被改變以使得所有傳送的數位（含字元的各數位和檢查位）中「1」的個數為偶數；在奇同位中，所有傳送的數位（含字元的各數位和檢查位）中「1」的個數為奇數。同位檢查可以用於接受方檢查傳輸是否發送生錯誤——如果某一位元組中「1」的個數發生了錯誤，那麼這個位元組在傳輸中一定有錯誤發生。如果同位檢查是正確的，那麼要麼沒有發生錯誤要麼發生了偶數個的錯誤。如果使用者選擇資料長度為8位元，則因為沒有多餘的位元可被用來作為同位元，因此就叫做「無同位（Non Parity）」。

停止位元:是在每個位元組傳輸之後發送的，它用來幫助接受訊號方硬體重同步。

RS-232在傳送資料時，並不需要另外使用一條傳輸線來傳送同步訊號，就能正確的將資料順利傳送到對方，因此叫做「非同步傳輸」，簡稱UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)，不過必須在每一筆資料的前後都加上同步訊號，把同步訊號與資料混和之後，使用同一條傳輸線來傳輸。比如資料11001010被傳輸時，資料的前後就需加入Start(Low)以及Stop(High)等兩個位元，值得注意的是，Start訊號固定為一個位元，但Stop停止位元則可以是1、1.5或者是2位元，由使用RS-232的傳送與接收兩方面自行選擇，但需注意傳送與接受兩者的選擇必須一致。 在序列通訊軟體設定中D/P/S是常規的符號表示。8/N/1（非常普遍）表明8bit資料，沒有同位檢查，1bit停止位。資料位可以設定為5、6、7或者8位元(不可以大於8或小於5)，同位檢查位可以設定為無（N）、奇（O）或者偶（E），同位檢查可以使用資料中的位元（bit），所以8/E/1就表示一共8位元資料位，其中一位用來做同位檢查位。停止位可以是1、1.5或者2位的（1.5是用在波特率為60wpm的電傳打字機上的）。
流量控制：當需要發送握手訊號或資料完整性檢測時需要制定其他設定。公用的組合有RTS/CTS, DTR/DSR或者XON/XOFF（實際中不使用連結器接腳而在資料流內插入特殊字元）。

接受方把XON/XOFF訊號發給發送方來控制發送方何時發送資料，這些訊號是與發送資料的傳輸方向相反的。XON訊號告訴發送方接受方準備好接受更多的資料，XOFF訊號告訴發送方停止發送資料直到知道接受方再次準備好。XON/XOFF一般不贊成使用，推薦用RTS/CTS控制流來代替它們。 XON/XOFF是一種工作在終端間的帶內方法，但是必須兩端都支援這個協議，而且在突然啟動的時候會有混淆的可能。 XON/XOFF可以工作於3線的介面。RTS/CTS最初是設計為電傳打字機和數據機半雙工協作通訊的，每次它只能一方數據機發送資料。終端必須發送請求發送訊號然後等到數據機回應清除發送訊號。儘管RTS/CTS是透過硬體達到握手，但它有自己的優勢。


實驗

1. #include <plib.h>                        // Peripheral Library
   
2. 
   
3. 
   
4. 
   
5. /*
   
6.     MCU:        Microchip PIC32MX795L
   
7.     Compiler:  Microchip MPLAB C32 V2.01
   
8.     EVB:         Explorer 16
   
9.     Author:     Alphi 2011/12/18
   
10. 
    
11.     編譯器參數
    
12.     SYSCLK = 80 MHz (8MHz Crystal/ FPLLIDIV * FPLLMUL / FPLLODIV)
    
13.     PBCLK = 20 MHz
    
14.     Primary Osc w/PLL (XT+,HS+,EC+PLL)
    
15.     WDT OFF
    
16. */
    
17. 
    
18. #pragma config FPLLMUL = MUL_20, FPLLIDIV = DIV_2, FPLLODIV = DIV_1, FWDTEN = OFF
    
19. #pragma config POSCMOD = HS, FNOSC = PRIPLL, FPBDIV = DIV_4
    
20. 
    
21. //取得核心頻率
    
22. #define        GetSystemClock()              (80000000ul)
    
23. //取得周邊匯流排頻率
    
24. #define        GetPeripheralClock()          (GetSystemClock()/(1 << OSCCONbits.PBDIV))
    
25. //取得指令頻率
    
26. #define        GetInstructionClock()         (GetSystemClock())
    
27. 
    
28. //設定UART2 Baudrate為115200bps
    
29. #define UART2_BAUDRATE              (115200)     
    
30. 
    
31. //UART2初始化
    
32. void UART2_Init(void);
    
33. 
    
34. //發送一個字元
    
35. void PutCharacter(const char character);
    
36. 
    
37. //程式進入點
    
38. int main(void)
    
39. {
    
40.     //設定系統參數
    
41.     SYSTEMConfig(GetSystemClock(), SYS_CFG_WAIT_STATES | SYS_CFG_PCACHE);
    
42. 
    
43.     //設定UART2相關參數
    
44.     UART2_Init();
    
45. 
    
46.     //設定為多中斷模式
    
47.     INTConfigureSystem(INT_SYSTEM_CONFIG_MULT_VECTOR);
    
48. 
    
49.     //啟用中斷
    
50.     INTEnableInterrupts();
    
51. 
    
52.     while (1);
    
53. 
    
54.     return 0;
    
55. }
    
56. //初始化UART
    
57. void UART2_Init(void)
    
58. {
    
59.      // Explorer-16 開發版使用 UART2 連接到 PC.
    
60.     //設定UART2 啟動TX/RX功能
    
61.     UARTConfigure(UART2, UART_ENABLE_PINS_TX_RX_ONLY);
    
62.    
    
63.     //設定UART2 FIFO模式與中斷模式在RX FIFO不為空時或者TX FIFO沒有滿發生中斷
    
64.     UARTSetFifoMode(UART2, UART_INTERRUPT_ON_TX_NOT_FULL | UART_INTERRUPT_ON_RX_NOT_EMPTY);
    
65.    
    
66.     //設定線上控制:資料傳輸長度為8bit,停止位元為1,無同位元檢查碼
    
67.     UARTSetLineControl(UART2, UART_DATA_SIZE_8_BITS | UART_PARITY_NONE | UART_STOP_BITS_1);
    
68.    
    
69.     //設定UART2傳輸速率為115200
    
70.     UARTSetDataRate(UART2, GetPeripheralClock(), UART2_BAUDRATE);
    
71. 
    
72.     //啟用UART2相關功能
    
73.     UARTEnable(UART2, UART_ENABLE_FLAGS(UART_PERIPHERAL | UART_RX | UART_TX));
    
74. 
    
75.     //設定UART2 RX接收中斷致能
    
76.     INTEnable(INT_SOURCE_UART_RX(UART2), INT_ENABLED);
    
77.    
    
78.     //設定主要中斷優先權為2
    
79.    INTSetVectorPriority(INT_VECTOR_UART(UART2), INT_PRIORITY_LEVEL_2);
    
80.    
    
81.     //設定次中斷優先權為0
    
82.     INTSetVectorSubPriority(INT_VECTOR_UART(UART2), INT_SUB_PRIORITY_LEVEL_0);
    
83. 
    
84. }
    
85. //發送一個字元
    
86. void PutCharacter(const char character)
    
87. {
    
88.   //等待可以發送
    
89.   while (!UARTTransmitterIsReady(UART2))
    
90.     ;
    
91. 
    
92.   //發送一個Byte
    
93.   UARTSendDataByte(UART2, character);
    
94. 
    
95. //等待發送完成
    
96.   while (!UARTTransmissionHasCompleted(UART2))
    
97.     ;
    
98. }
    
99. 
    
100. // UART2 中斷處理函式
     
101. 
     
102. void __ISR(_UART2_VECTOR, IPL2) UART2Handler(void)
     
103. {
     
104.   // 是否為RX中斷
     
105.   if (INTGetFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART2)))
     
106.     {
     
107.       // 發送一個與接收一樣的字元
     
108.       PutCharacter(UARTGetDataByte(UART2));
     
109. 
     
110.       // 清除中斷
     
111.       INTClearFlag(INT_SOURCE_UART_RX(UART2));
     
112. 
     
113.     }
     
114. 
     
115.   //是否為TX中斷
     
116.   if ( INTGetFlag(INT_SOURCE_UART_TX(UART2)) )
     
117.     {
     
118.      //清除中斷
     
119.       INTClearFlag(INT_SOURCE_UART_TX(UART2));
     
120.     }
     
121. }

複製代碼

結論
   從上述程式碼可以知道在開發PIC32 UART時.使用PLIB將會非常簡易與方便