【S32K 進(jìn)階之旅】LPUART 模塊介紹與應(yīng)用

一、 S32K144 LPUART 介紹

1. LPUART 模塊特性

低功耗通用異步收發(fā)器（Low Power Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, LPUART）支持帶有DMA 接口功能的基本UART，和x4 到x32 的過采樣波特率，支持LIN 主從操作。該模塊在Stop 和VLPS 模式提供的時(shí)鐘保持啟用時(shí)，仍可保持功能。

在S32K144 中有如下三個(gè)LPUART 模塊：

S32K144 LPUART模塊具備以下特點(diǎn)：

• 全雙工，標(biāo)準(zhǔn)的非歸零（non-return-to-zero, NRZ）格式
• 可編程的波特率（13 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器）與可配置的比率從x4 到x32 的過采樣
• 發(fā)送和接受波特率可以異步操作到總線時(shí)鐘：
  • 波特率可以配置獨(dú)立的總線時(shí)鐘頻率
  • 支持在Stop 模式下操作
• 中斷，DMA 或者拉起操作
  • 發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空，發(fā)送完成
  • 接收數(shù)據(jù)寄存器滿
  • 接收溢出，奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，幀錯(cuò)誤，噪聲干擾
  • 閑置接收器檢測(cè)
  • 接受引腳邊緣有效
  • 支持LIN的中斷檢測(cè)
  • 接收數(shù)據(jù)匹配
• 硬件奇偶校驗(yàn)生成和檢查
• 可編程的7-bit，8-bit，9-bit 或10-bit 的字符長度
• 可編程的1-bit 或者2-bit 停止位
• 3 種接收器喚醒方法：
  • 閑置線喚醒
  • 地址標(biāo)記喚醒
  • 接收數(shù)據(jù)匹配
• 自動(dòng)地址匹配，減少中斷服務(wù)程序（ISR）開銷
  • 地址標(biāo)志匹配
  • 閑置線地址匹配
  • 地址匹配開始和結(jié)束
• 可選的13-bit 終止字符生成/11-bit 終止字符檢測(cè)
• 可配置的空閑長度檢測(cè)，支持1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 或128 空閑字符
• 可選的發(fā)送器輸出和接收器輸入極性
• 硬件流控制支持RTS（request to send）和CTS（clear to send）信號(hào)
• 可選的4 歸零變換（return-to-zero-inverted, RZI）格式，可編程脈寬
• 獨(dú)立的FIFO 收發(fā)結(jié)構(gòu)：
  • 可獨(dú)立配置水印的收發(fā)請(qǐng)求
  • 如果接收FIFO 不是空的，在可配置的閑置字符長度后，可以選擇讓接收器聲明請(qǐng)求

2. LPUART運(yùn)行模式

3. LPUART 發(fā)送/接收器結(jié)構(gòu)框圖

LPUART 發(fā)送器部分示意圖

LPUART 接收器部分示意圖

4. LPUART 寄存器映射

以下寄存器用來控制波特率，選擇LPUART 選項(xiàng)，報(bào)告LPUART 狀態(tài)，收發(fā)數(shù)據(jù)等。訪問有效內(nèi)存映射之外的地址將產(chǎn)生總線錯(cuò)誤。查詢寄存器請(qǐng)參考《S32K144 Reference Manual，Page -1092》

LPUART寄存器映射地址

二、 S32DS LPUART 例程簡(jiǎn)介與應(yīng)用

下面我們以S32DS 開發(fā)環(huán)境中自帶的例程LPUART_s32k144為例。

1. 例程導(dǎo)入

• 打開S32 Design Studio，點(diǎn)擊：“File”->“New”->“S32DS Project from Example”。

• 在彈出的窗口選取S32K144 目錄下的LPUART_s32k144 例程，點(diǎn)擊“Finish”。

• 點(diǎn)擊左上角“Build”按鈕，編譯例程。

• 注意： “\r”是回車，“\n”是換行，windows 系統(tǒng)中每行結(jié)尾應(yīng)按<回車><換行>的順序，即“\r\n”。需要將例程主函數(shù)中所有的“\n\r”改為“\r\n”，否則串口工具顯示輸出字符串將不會(huì)換行，出現(xiàn)錯(cuò)誤格式。

2. 例程簡(jiǎn)介

• LPUART 例程介紹

此例程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的UART 9600 波特率的數(shù)據(jù)從COM 端口傳到電腦。不包含F(xiàn)IFOs 中斷和DMA。在此評(píng)估板上可以使用OpenSDA（micro USB），板上UART 信號(hào)可以通過USB 接口傳輸。通過串口調(diào)試工具（例如安信可串口調(diào)試助手）可以發(fā)送并查看接收到的信息。

• 例程框圖

3. 例程設(shè)計(jì)思路

• 初始化系統(tǒng)晶振（SOSC）為8MHz，系統(tǒng)時(shí)鐘為80MHz，RUN 模式80MHz
• 禁止看門狗
• 初始化端口引腳：
• PORT C模塊時(shí)鐘使能
• PTC6，PTC7：配置為LPUART_RX,LPUART_TX
• 初始化LPUART1：
• 使能時(shí)鐘源為SOSC_DIV2_CLK
• 配置波特率：9600 波特，1 個(gè)停止位，8 個(gè)字符位
• 不使用終端，DMA 或匹配特征
• 配置LPUART1 控制：使能發(fā)送器，接收器，無極性，8 位字符
• 發(fā)送兩個(gè)字符串：
• 每個(gè)字符串發(fā)送的判斷：如果發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備狀態(tài)位置1，將字符寫入數(shù)據(jù)寄存器
• 回傳收到的字符：
• 發(fā)送提示字符'>'
• 等到RDRF 標(biāo)志位被置1，然后讀取字符
• 發(fā)送回讀取到的字符

三、 例程效果演示

1. 我們使用S32K144 EVB （LQFP-100）評(píng)估板連接電腦，接線方式如圖。OpenSDA（micro USB）串口通信。

1. 注意哪個(gè)COM 端口是OpenSDA，例如：COM4。注：串口號(hào)可在“計(jì)算機(jī)管理”->“設(shè)備管理器”->“端口”中查看。

1. 打開串口通信工具，根據(jù)例程設(shè)置“串口號(hào)：COM4”“波特率：9600”，點(diǎn)擊打開串口。

1. 點(diǎn)擊“Debug”按鈕。進(jìn)入例程Debug頁面。

1. 點(diǎn)擊運(yùn)行程序

1. 按鈕，在終端模擬器中“發(fā)送”中輸入任意單個(gè)字符，觀察接受窗口數(shù)據(jù)內(nèi)容。S32K144 EVB開發(fā)板接收到輸入的單個(gè)字符并回傳。

四、 參考文獻(xiàn)

[1] S32K144 Reference Manual.pdf，NXP

[2] S32K1xx Series Cookbook.pdf，NXP

[3] S32K1xx Series Reference Manual.pdf，NXP

[4] S32K144_IO_Signal_Description_Input_Multiplexing，NXP

[5] PS32K144HFT0VLLT-datasheet.pdf，NXP