7.1.串口基礎(chǔ)知識(shí)

7.1.1.串口介紹

串行接口簡(jiǎn)稱串口，也稱串行通信接口或串行通信接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。串行接口 （Serial Interface）是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送。其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單，只要一對(duì)傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信（可以直接利用電話線作為傳輸線），從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。

7.1.2.串口通信參數(shù)介紹

• 波特率：衡量通信速度的參數(shù)，它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。
• 數(shù)據(jù)位：衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)，表示一個(gè)信息包里包含的數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)。
• 停止位：用于表示單個(gè)信息包的最后位，典型值為1、1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上傳輸?shù)?，每個(gè)設(shè)備都有自己的時(shí)鐘，很有可能在通信過程中出現(xiàn)不同步，停止位不僅僅表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，還能提供校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率也越慢。
• 奇偶檢驗(yàn)位：表示一種簡(jiǎn)單的檢查錯(cuò)誤的方式。

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7.1.3.串口工作模式

串口可以工作在單工、半雙工和全雙工模式下。

• 單工：在通信的任意時(shí)刻，信息只能由A傳到B。
• 半雙工：在通信的任意時(shí)刻，信息即可由A傳到B，又能由B傳到A，但同時(shí)只能有一個(gè)方向上的傳輸存在。
• 全雙工：在通信的任意時(shí)刻，通信線路上存在A到B和B到A的雙向信號(hào)傳輸。

7.1.4.串口通信協(xié)議

串口在進(jìn)行通信的時(shí)候會(huì)按照數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行發(fā)送，幀格式如圖1-4-1所示。

圖9-1 串口通信協(xié)議

串口通信是一位一位地傳輸，每傳輸一個(gè)字節(jié)總是以起始位開始，以停止位結(jié)束，字符之間沒有固定的時(shí)間間隔要求。每一個(gè)字符的前面都有一位起始位（低電平），后面由8位數(shù)據(jù)位組成，如果開啟了校驗(yàn)位，則最后一位數(shù)據(jù)位是校驗(yàn)位，最后是停止位。停止位后面是不定長的空閑位，停止位和空閑位都規(guī)定為高電平。

7.2.串口藍(lán)牙接線原理圖

在數(shù)字電壓電流表上默認(rèn)使用的串口是串口2，接口為CW_UART2_TX和CW_UART2_RX。關(guān)于串口和藍(lán)牙連接原理圖如圖9-2所示。

圖 9-2 串口藍(lán)牙接線

使用藍(lán)牙模塊KT6368將信息發(fā)送出去，只需要調(diào)用CW32的UART_2將信息傳輸至藍(lán)牙模塊即可。

7.3.串口驅(qū)動(dòng)流程

串口驅(qū)動(dòng)有以下幾個(gè)流程：配置CW32時(shí)鐘樹，配置UART_2串口，調(diào)用串口打印信息。通過查看上文的CW32時(shí)鐘樹可知，串口2掛載在高級(jí)外設(shè)時(shí)鐘 PCLK上，而此前的時(shí)鐘配置已將PCLK配置成了6MHz。具體的配置函數(shù)如下：

void Uart2_Init(void)
{        
    //外設(shè)時(shí)鐘使能
    RCC_AHBPeriphClk_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA, ENABLE);      //使能串口要用到的GPIO時(shí)鐘
    RCC_APBPeriphClk_Enable1(RCC_APB1_PERIPH_UART2, ENABLE);    //使能串口時(shí)鐘
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                        //GPIO初始化
    GPIO_InitStructure.IT = GPIO_IT_NONE;
    GPIO_InitStructure.Pins =  GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    PA07_AFx_UART2RXD();
        
    GPIO_InitStructure.IT = GPIO_IT_NONE;
    GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_6;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    PA06_AFx_UART2TXD();
  
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;                       //串口初始化
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;                 //設(shè)置波特率
    USART_InitStructure.USART_Over = USART_Over_16;              //串口采樣方式
    USART_InitStructure.USART_Source = USART_Source_PCLK;        //串口傳輸時(shí)鐘源采用PCLK
    USART_InitStructure.USART_UclkFreq = RCC_Sysctrl_GetPClkFreq();  //頻率為PCLK的頻率
    USART_InitStructure.USART_StartBit = USART_StartBit_FE;      //數(shù)據(jù)開始位
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;       //數(shù)據(jù)停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;         //無校驗(yàn)
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件流控
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //發(fā)送/接收使能
    USART_Init(CW_UART2, &USART_InitStructure);
}

在完成串口的配置后，還需要寫一個(gè)串口發(fā)送函數(shù)

void USART_SendString(UART_TypeDef *USARTx, char *String)
{
    while (*String != '?')     //?表示沒有數(shù)據(jù)
    {
        USART_SendData_8bit(USARTx, *String);   //發(fā)送一位8bit數(shù)據(jù)
        while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);  //發(fā)送緩沖器未空則等待
        String++;              //發(fā)送一次完成后，準(zhǔn)備發(fā)送下一位數(shù)據(jù)
    }
    while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXBUSY) == SET);     //發(fā)送串口狀態(tài)忙則等待  
}

由于定時(shí)器中斷為1ms，而串口發(fā)送占用的時(shí)間較長，所以我們1000ms使用藍(lán)牙發(fā)送一次信息，這里的寫法并未使用定時(shí)器。

char data_reg[24];    //定義數(shù)組，用于數(shù)據(jù)打印
uint32_t Ble_Time=0;  //1000ms計(jì)時(shí)變量
while(1)              //main函數(shù)里的while循環(huán)
    {
      if(GetTick() >= (Ble_Time + 1000))     //如果此時(shí)的時(shí)間大于上一次的1000ms
        {
          Ble_Time = GetTick();              //記錄此刻時(shí)間
          Volt_Cal();                        //電壓計(jì)算
          sprintf(data_reg,"volt=%urn",Cal_Buffer);  //打印數(shù)據(jù)
          USART_SendString(CW_UART2,data_reg);         //調(diào)用串口上傳數(shù)據(jù)給藍(lán)牙
        }
    }

注意 GetTick() 函數(shù)定義在頭文件 cw32f003_systick.h 中，而此函數(shù)要使用到系統(tǒng)時(shí)鐘中斷，所以還需要配置系統(tǒng)時(shí)鐘中斷：

InitTick(48000000);                // SYSTICK 的工作頻率為48MHz，每ms中斷一次

最終可以收到藍(lán)牙傳遞的數(shù)據(jù)：

圖9-3 藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)

審核編輯 黃宇