第二部分 基础篇-第6章 CC2530串口通讯-串口控制LED

1 理论分析

1.1 Usart 发送

当 USART 收/发数据缓冲器、寄存器 UxBUF 写入数据时，该字节发送到输出引脚TXDx。 UxBUF 寄存器是双缓冲的。当字节传送开始时， UxCSR.ACTIVE 位变为高电平，而当字节传送结束时为低。当传送结束时，UxCSR.TX_BYTE 位设置为 1。
当 USART 收/发数据缓冲寄存器就绪，准备接收新的发送数据时，就产生了一个中断请求。该中断在传送开始之后立刻发生，因此，当字节正在发送时，新的字节能够装入数据缓冲器。

1.2 Usart 接收

当 1 写入 UxCSR.RE 位时，在 UART 上数据接收就开始了。然后 UART 会在输入引脚 RXDx 中寻找有效起始位，并且设置 UxCSR.ACTIVE 位为 1。当检测出有效起始位时，收到的字节就传入到接收寄存器，UxCSR.RX_BYTE 位设置为 1。该操作完成时，产生接收中断。同时 UxCSR.ACTIVE 变为低电平。
通过寄存器 UxBUF 提供收到的数据字节。当 UxBUF 读出时，UxCSR.RX_BYTE位由硬件清 0。
注意：当应用程序读 UxDBUF，很重要的一点是不清除 UxCSR.RX_BYTE。清除UxCSR.RX_BYTE 暗示 UART，使得它以为 UART RX 移位寄存器为空，即使它可能保存有未决数据 （一般是由于背对背传输） 。 所以 UART 声明 （TTL 为低电平） RT/RTS线，这会允许数据流进入 UART，导致潜在的溢出。因此 UxCSR.RX_BYTE 标志紧密结合了自动 RT/RTS 功能，因此只能被 SoC UART 本身控制。否则应用程序一般可以经历以下事件：RT/RTS 线保持声明（TTL 为低电平）的状态，即使一个背对背传输清楚地表明应该间歇性地停止数据流。

2实验详解

2.1实验目的

1）、通过实验掌握CC2530 芯片串口配置与使用
2）、接收串口发送过来的数据，通过数据内容分析控制LED
注：嵌入式开发中，当程序能跑起来后，串口是第一个要跑起来的设备，所有的工作状态，交互信息都会从串口输出。我们用的是世界上最好的串口芯片FT232，贵的USB串口线都用该芯片。

2.2实验设备

硬件：PC 机一台 ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 线） 一套
软件：2000/XP/win7 系统，IAR 8.20 集成开发环境、串口助手

2.3相关电路图

图1 FT232

图2 USB

2.4实验分析

相关寄存器CLKCONCMD、CLKCONSTA、PERCFG 、P0SEL、P2DIR、 UxCSR、UxUCR、UxGCR、UxBUF、UxBAUD、IRCON2如下表所示.

表1 时钟控制命令

表2 时钟控制状态

表3 外设控制

表4端口0功能选择

表5端口2方向和端口0外设优先级模式

表6 USART 0控制和状态

表7 USART 0 UART控制

表8 USART 0通用控制

表9 USART 0接收/传送数据缓存

表10 USART 0 波特率控制

表11中断标志

表12 中断使能

表13 串口寄存器

由寄存器UxBAUD.BAUD_M[7：0]和UxGCR.BAUD_E[4：0]定义波特率。该波特率用于UART 传送，也用于SPI 传送的串行时钟速率。波特率由下式给出：

波特率=(256+BAUD_M)∗2BAUD_E228∗F$$波特率={\displaystyle \frac{(256+BAUD\mathrm{\_}M)\ast 2^{BAUD\mathrm{\_}E}}{2^{28}}}\ast F$$

其中:F 是系统时钟频率，等于16 MHz RCOSC 或者32 MHz XOSC。
32 MHz 系统时钟常用的波特率设置。
表14 波特率设置

CC2530 配置串口的一般步骤：
1、配置IO，使用外部设备功能。此处配置P0_2 和P0_3 用作串口UART0
2、配置相应串口的控制和状态寄存器。此处配置 UART0 的工作寄存器。
3、配置串口工作的波特率, 此处配置为波特率为 115200。由于此实验增加了串口接收功能，寄存器有所改变(红色部分)，具体配置如下：

PERCFG = 0x00; //位置1 P0 口 
P0SEL = 0x0c; //P0_2,P0_3用作串口（外部设备功能） 
P2DIR &= ~0XC0; //P0优先作为UART0 
U0CSR |= 0x80; //设置为UART方式 
U0GCR |= 11; 
U0BAUD |= 216; //波特率设为115200 根据上面表中获得的数据 
UTX0IF = 0; //UART0 TX 中断标志初始置位0 
U0CSR |= 0x40; //允许接收 
IEN0 |= 0x84; //开总中断允许接收中断 

2.5源码分析

/**Includes*********************************************************************/
#include <ioCC2530.h>
#include <string.h>

/**宏定义***********************************************************************/
//定义数据类型
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

//定义控制灯的端口
#define LED1   P1_0
#define LED2   P1_1
#define LED3   P0_4

/**函数声明*********************************************************************/
void initUART0(void);
void Init_LED_IO(void);        //LED初始化

/**全局变量*********************************************************************/
uchar Recdata[3]="000";
uchar RXTXflag = 1;
uchar temp;
uint  datanumber = 0;
uint  stringlen;

/**
  * @brief     主函数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void main(void)
{
  uchar i;
  Init_LED_IO();
  initUART0();
  while(1)
  {
    if(RXTXflag == 1)            //接收状态
    {
      if( temp != 0)
      {
        if((temp!='#')&&(datanumber<3))
        {
          //’＃‘被定义为结束字符                   
          //最多能接收3个字符        
          Recdata[datanumber++] = temp;        
        }       
        else       
        {        
          RXTXflag = 3;                   //进入改变小灯的程序   
        }    
        if(datanumber == 3)RXTXflag = 3;    
        temp  = 0;    
      }
    }     
    if(RXTXflag == 3)   
    {  
      if(Recdata[0]=='R') 
      {
        if(Recdata[1]=='0')
          LED1 = 1;                       // R0# 关D1    
        else
          LED1 = 0;                       // R1# 开D1
      }
      if(Recdata[0]=='Y')
      {
        if(Recdata[1]=='0')
          LED3 = 1;                       // Y0# 关D3
        else
          LED3 = 0;                       // Y1# 开D3
      }
      if(Recdata[0]=='G') 
      {     
        if(Recdata[1]=='0')
          LED2 = 1;                       // G0# 关D2     
        else     
          LED2 = 0;                       // G1# 开D2   
      }   
      if(Recdata[0]=='A')      
      {     
        if(Recdata[1]=='0')
        {  
          LED1 = 1;  
          LED3 = 1;        
          LED2 = 1;                        // A0# 关所有LED
        }  
        else
        {  
          LED1 = 0;  
          LED3 = 0;         
          LED2 = 0;                       // A1# 开所有LED 
        }
      }
      RXTXflag = 1;
      for(i=0;i<3;i++)
        Recdata[i]=' ';                   //清除刚才的命令
      datanumber = 0;                     //指针归0
    }      
  }//while
}

/**
  * @brief     串口（UART0)初始化函数
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void initUART0(void)
{
  CLKCONCMD &= ~0x40;                           //设置系统时钟源为32MHZ晶振
  while(CLKCONSTA & 0x40);                      //等待晶振稳定
  CLKCONCMD &= ~0x47;                           //设置系统主时钟频率为32MHZ

  PERCFG = 0x00;                    //位置1 P0口
  P0SEL = 0x0c;                     //P0用作串口
  P2DIR &= ~0XC0;                               //P0优先作为UART0    


  U0CSR |= 0x80;                    //串口设置为UART方式
  U0GCR |= 11;              
  U0BAUD |= 216;                    //波特率设为115200
  UTX0IF = 1;                                   //UART0 TX中断标志初始置位1    

  U0CSR |= 0X40;                    //允许接收
  IEN0 |= 0x84;                     //开总中断，接收中断
}

/**
  * @brief     初始化LED IO口
  * @param     None
  * @retval    None
  */
void Init_LED_IO(void)
{

  P1DIR = 0x03;              //P10 P11 为输出 
  P0DIR = 0x10;                  //P04为输出
  LED1 = 1;
  LED3 = 1;      
  LED2 = 1;             //灭LED
}

/**
  * @brief     串口接收一个字符:一旦有数据从串口传至CC2530,则进入中断，将接收到的数据赋值给变量temp.    
  * @param     None
  * @retval    None
  */
#pragma vector = URX0_VECTOR
 __interrupt void UART0_ISR(void)
 {
   URX0IF = 0;              //清中断标志
   temp = U0DBUF;
 }

注意:本实验如果觉得较复杂可以先来看看参考代码,先把参考带代码看懂,再来看本实验的相关代码。

2.6实验现象

串口设置如下图.

图3
串口字符控制灯状态表
表15串口字符控制灯状态表

本章参考代码

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