NXP FRDM-MCXA153 RT-Thread實踐指南之UART介紹

近期，我們即將推出一系列關于MCXA153 RTT的深度文章，這一系列將全面而細致地探討該系列微控制器的多個核心功能模塊，旨在為廣大電子愛好者、工程師及研發(fā)人員提供寶貴的技術資源和見解。首當其沖的將是關于12C、SPI、FLASH、ADC、GPIO以及UART的精彩介紹。

MCXA153 RTT系列作為業(yè)界領先的微控制器產(chǎn)品，其強大的功能和廣泛的應用領域一直備受矚目。從高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟PI接口，到精準模擬信號采集的ADC模塊；從靈活多用的GPIO端口，到穩(wěn)定可靠的UART通信協(xié)議，每一個功能模塊都蘊含著豐富的技術內(nèi)涵和實用價值。

我們誠邀各位讀者持續(xù)關注這一系列文章，相信通過我們的深入剖析和實例演示，您將對MCXA153 RTT系列微控制器有更全面、更深入的了解，并在實際工作中受益匪淺。讓我們一同探索MCXA153 RTT的無限可能，共同推動電子技術的發(fā)展與創(chuàng)新！

今天為大家?guī)?a target="_blank">NXP FRDM-MCXA153 RT-Thread實踐指南1-UART介紹：

前言

本系列文章為根據(jù)RT-Thread官網(wǎng)在線文檔整理整合后發(fā)布的恩智浦FRDM-MCXA153開發(fā)實踐指南，旨在協(xié)助開發(fā)者快速熟悉掌握FRDM-MCXA153在RT-Thread下的環(huán)境搭建以及驅(qū)動程序的使用。本指南將詳細介紹恩智浦FRDM-MCXA153的開發(fā)實踐步驟，包括環(huán)境配置、驅(qū)動程序的使用等內(nèi)容，希望對小伙伴有所幫助！

開發(fā)板介紹

FRDM-MCXA153是恩智浦(NXP)推出的一款緊湊且可擴展的開發(fā)平臺,專為MCX A14和A15系列MCU的快速原型設計而打造。該開發(fā)板提供了豐富的行業(yè)標準接口,便于訪問MCU的I/O、集成的開放標準串行接口以及外部閃存。板載MCU-Link調(diào)試器進一步簡化了開發(fā)流程。

2.1 MCXA153微控制器核心特性

Arm Cortex-M33內(nèi)核

128KB閃存

32kB SRAM

8kB ECC RAM, LPLUART、LPSPI、LPI2C、FS USB、DMA和LDO

超低功耗設計,適用于廣泛的應用場景

FRDM-MCXA153開發(fā)板外觀

2.2 開發(fā)板主要資源:

1. 微控制器

MCXA15x Arm Cortex-M33內(nèi)核

128KB閃存

32kB SRAM

8kB ECC SRAM LPUART、LPSPI、LPI2C、FS USB、DMA和LDO

2.連接性

全速USB端口(Type-C接口,支持主機/設備模式)

高速USB Type-C接口

SPI/I2C/UART擴展接口(PMOD/mikroBUS、DNP)

Wi-Fi擴展接口(PMOD/mikroBUS、DNP)

3.調(diào)試

板載MCU-Link調(diào)試器(支持CMSIS-DAP)

JTAG/SWD接口

4. 傳感器

P3T1755DPJ I3C/I2C溫度傳感器

5. 擴展選項

Arduino兼容排針

FRDM標準接口

FlexIO LCD接口

Pmod (DNP)

mikroBUS

RGB用戶LED、復位、ISP和喚醒按鈕

2.3 MCXA153特色功能:

支持MIPI I3C總線,為傳感器連接提供高效解決方案

深度睡眠模式下可使用LPUART作為喚醒源(需使用FRO16k作為時鐘源)

支持全速USB功能,可實現(xiàn)虛擬COM端口等應用

2.4 推薦開發(fā)環(huán)境:

MDK-Arm Microcontroller Development Kit (Keil) 5.33或更高版本

更多詳細信息請參考NXP官方網(wǎng)站

RT-Thread UART實踐

3.1 實驗目標

rt-thread中 FRDM-MCXA153默認的serial驅(qū)動只支持默認uart0, 此實驗主要增強串口驅(qū)動，增加uart2的支持, 并記錄移植過程。

3.2 UART驅(qū)動架構

1. IO設備管理層: 向應用層提供統(tǒng)一接口(如rt_device_read、rt_device_write等)

2. 設備框架層(serial_v2.c):

對接IO設備管理層

為驅(qū)動層提供統(tǒng)一的UART操作接口(configure、control、putc、getc、transmit等)

3. 驅(qū)動層:

實現(xiàn)rt_hw_serial_register和rt_hw_serial_isr接口(drv_usartv2.c)

實現(xiàn)struct rt_uart_ops中定義的各種方法(drv_usart.c)

通過rt_hw_serial_register注冊設備到系統(tǒng)

3.3 驅(qū)動開發(fā)流程

1. 擴展struct rt_serial_device

struct mcx_uart
{
struct rt_serial_device *serial;//設備信息和操作
LPUART_Type *uart_base;//串口句柄
IRQn_Type irqn;//中斷
clock_name_t clock_src;//時鐘選擇
clock_attach_id_t clock_attach_id;
clock_ip_name_t clock_ip_name;
clock_div_name_t clock_div_name;
char*device_name;
};

2. 配置串口參數(shù)

struct serial_configure
{
rt_uint32_t baud_rate; //比特率
rt_uint32_t data_bits :4;//數(shù)據(jù)長度
rt_uint32_t stop_bits :2;//停止位
rt_uint32_t parity :2;//校驗位
rt_uint32_t bit_order :1;//小段發(fā)送
rt_uint32_t invert :1;//模式選擇 正常模式 歸零編碼方式
rt_uint32_t bufsz :16;//buf大小
rt_uint32_t flowcontrol :1;//硬件流控制
rt_uint32_t reserved :5;//保留的位
};

3. 實現(xiàn)rt_uart_ops接口

struct rt_uart_ops
{
rt_err_t(*configure)(structrt_serial_device*serial,structserial_configure*cfg);
rt_err_t (*control)(struct rt_serial_device *serial, int cmd, void *arg);
int (*putc)(struct rt_serial_device *serial, char c);
int (*getc)(struct rt_serial_device *serial);
rt_ssize_t(*dma_transmit)(structrt_serial_device*serial,rt_uint8_t*buf, rt_size_tsize,intdirection);
};

3.4 關鍵接口實現(xiàn)

1. configure: 配置串口基本屬性(波特率等)

2. control: 控制UART設備

#define RT_DEVICE_CTRL_RESUME 0x01 /**< resume device */
#define RT_DEVICE_CTRL_SUSPEND 0x02 /**< suspend device */
#define RT_DEVICE_CTRL_CONFIG 0x03 /**< configure device */
#define RT_DEVICE_CTRL_CLOSE 0x04 /**< close device */
#define RT_DEVICE_CTRL_NOTIFY_SET 0x05 /**< set notify func */
#define RT_DEVICE_CTRL_SET_INT 0x06 /**< set interrupt */
#define RT_DEVICE_CTRL_CLR_INT 0x07 /**< clear interrupt */
#define RT_DEVICE_CTRL_GET_INT 0x08 /**< get interrupt status */
#define RT_DEVICE_CTRL_CONSOLE_OFLAG 0x09 /**< get console open flag */
#define RT_DEVICE_CTRL_MASK

3.5 putc: 發(fā)送一個字符

LPUART_WriteByte(uart->uart_base, ch);

3.6 getc: 接收一個字符

if (kLPUART_RxDataRegFullInterruptEnable & LPUART_GetStatusFlags(uart->uart_base))
{
return LPUART_ReadByte(uart->uart_base);
}

3.7 實現(xiàn)步驟

1. 在pin_mux.c中初始化引腳

2. 注冊和使用UART設備

#define UART2_NAME "uart2"
static rt_device_t uart2_serial;
char str[] = "hello rttread!
";
uart2_serial = rt_device_find(UART2_NAME);
rt_device_open(uart2_serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
rt_device_write(uart2_serial,0,str,(sizeof(str)-1));

結語

本文詳細介紹了如何在FRDM-MCXA153開發(fā)板上擴展RT-Thread的UART驅(qū)動支持。這不僅展示了RTThread優(yōu)秀的可擴展性,也為開發(fā)者提供了實用的UART驅(qū)動開發(fā)參考。希望本文能夠幫助更多開發(fā)者在恩智浦MCU平臺上充分利用RT-Thread的強大功能。