零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1外設(shè)篇——UART

AiPi-Eyes-S1是安信可開源團(tuán)隊(duì)專門為Ai-M61-32S設(shè)計(jì)的一款開發(fā)板，支持WiFi6、BLE5.3。所搭載的Ai-M61-32S 模組具有豐富的外設(shè)接口，具體包括 DVP、MJPEG、Dispaly、AudioCodec、USB2.0、SDU、以太網(wǎng) (EMAC)、SD/MMC(SDH)、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPDAC、GPADC、ACOMP 和 GPIO 等。

AiPi-Eyes-S1集成了SPI屏幕接口，DVP攝像頭接口，外置ES8388音頻編解碼芯片以及預(yù)留TF卡座，并且引出USB接口，可接入U(xiǎn)SB攝像頭。

從零開始學(xué)習(xí)小安派：

1、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——初識小安派-Eyes-S1

2、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——安裝VMware與Ubuntu

3、入門篇：零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1——新建工程并燒錄調(diào)試

4、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1入門篇——Win下SSH連接Linux

5、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——Samba共享文件夾

6、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——工程文件架構(gòu)

7、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——GPIO 輸入輸出

8、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——GPIO中斷編程

9、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——PWM

通用異步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 通常稱為 UART) 是一種異步收發(fā)傳輸器，提供了與外部設(shè)備進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換的靈活方式。BL616/BL618 共有 2 組 UART，配合 DMA 使用，可以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)通信。

01、了解小安派-Eyes-S1 的 UART

小安派的 UART 是全雙工異步通訊，具有豐富的中斷控制，DMA 傳輸、485 協(xié)議、10Mbps 波特率、LIN 總線協(xié)議等等特征。其有三個(gè)時(shí)鐘源，分別是 XCK、160Mhz CLK 和 BCLK。UART 的控制器分為兩個(gè)功能模塊：發(fā)送器和接收器。

數(shù)據(jù)位長度可選 5 / 6 / 7 / 8 比特

#define UART_DATA_BITS_5 0
#define UART_DATA_BITS_6 1
#define UART_DATA_BITS_7 2
#define UART_DATA_BITS_8 3
#define UART_DATA_BITS_9 4

停止位長度可選 0.5 / 1 / 1.5 / 2 比特

#define UART_STOP_BITS_0_5 0
#define UART_STOP_BITS_1 1
#define UART_STOP_BITS_1_5 2
#define UART_STOP_BITS_2 3

支持 奇 / 偶 / 無 / 校驗(yàn)比特

#define UART_PARITY_NONE 0
#define UART_PARITY_ODD 1
#define UART_PARITY_EVEN 2
#define UART_PARITY_MARK 3
#define UART_PARITY_SPACE 4

可配置 MSB / LSB 優(yōu)先輸出

#define UART_LSB_FIRST 0
#define UART_MSB_FIRST 1

1.struct bflb_uart_config_s

說明：uart 初始化配置結(jié)構(gòu)體

struct bflb_uart_config_s {
uint32_t baudrate;
uint8_t direction;
uint8_t data_bits;
uint8_t stop_bits;
uint8_t parity;
uint8_t bit_order;
uint8_t flow_ctrl;
uint8_t tx_fifo_threshold;
uint8_t rx_fifo_threshold;
};

2.bflb_uart_init

說明: 初始化 uart。使用之前需要開啟 uart ip 時(shí)鐘、設(shè)置 uart 時(shí)鐘源和分頻值、選擇 gpio 為 uart 中的一個(gè)功能。

void bflb_uart_init(struct bflb_device_s *dev, const struct bflb_uart_config_s *config);

3.bflb_uart_deinit

說明: 反初始化 uart。

void bflb_uart_deinit(struct bflb_device_s *dev);

4.bflb_uart_link_txdma

說明: uart tx dma 使能開關(guān)。

void bflb_uart_link_txdma(struct bflb_device_s *dev, bool enable);

5.bflb_uart_link_rxdma

說明: uart rx dma 使能開關(guān)。

void bflb_uart_link_rxdma(struct bflb_device_s *dev, bool enable);

6.bflb_uart_putchar

說明: 通過 uart 阻塞式發(fā)送一個(gè)字符。

int bflb_uart_putchar(struct bflb_device_s *dev, int ch);

7.bflb_uart_getchar

說明: 通過 uart 異步接收一個(gè)字符。

int bflb_uart_getchar(struct bflb_device_s *dev);

8.bflb_uart_put

說明：通過 uart 輪詢發(fā)送數(shù)據(jù)。

int bflb_uart_put(struct bflb_device_s *dev, uint8_t *data, uint32_t len);

9.bflb_uart_put_block

說明：通過 uart 阻塞式發(fā)送數(shù)據(jù)。

int bflb_uart_put_block(struct bflb_device_s *dev, uint8_t *data, uint32_t len);

10.bflb_uart_get

說明：通過 uart 異步阻塞接收數(shù)據(jù)。

int bflb_uart_get(struct bflb_device_s *dev, uint8_t *data, uint32_t len);

11.bflb_uart_txready

說明: 查詢 uart tx fifo 是否準(zhǔn)備就緒，準(zhǔn)備好才可以填充字符
bool bflb_uart_txready(struct bflb_device_s *dev);

12.bflb_uart_txempty

說明: 查詢 uart tx fifo 是否為空。

bool bflb_uart_txempty(struct bflb_device_s *dev);

13.bflb_uart_rxavailable

說明: 查詢 uart rx 是否有數(shù)據(jù)。

bool bflb_uart_rxavailable(struct bflb_device_s *dev);

14.bflb_uart_txint_mask

說明: uart tx fifo 閾值中斷屏蔽開關(guān)，開啟后超過設(shè)定閾值則觸發(fā)中斷。

void bflb_uart_txint_mask(struct bflb_device_s *dev, bool mask);

15.bflb_uart_rxint_mask

說明: uart rx fifo 閾值中斷和超時(shí)屏蔽開關(guān)，開啟后超過設(shè)定閾值則或者超時(shí)則觸發(fā)中斷。

void bflb_uart_rxint_mask(struct bflb_device_s *dev, bool mask);

16.bflb_uart_errint_mask

說明：uart 錯(cuò)誤中斷屏蔽開關(guān)。

void bflb_uart_errint_mask(struct bflb_device_s *dev, bool mask);

17.bflb_uart_get_intstatus

說明: 獲取 uart 中斷標(biāo)志。

uint32_t bflb_uart_get_intstatus(struct bflb_device_s *dev);

返回的中斷標(biāo)志有以下選項(xiàng)：

#define UART_INTSTS_TX_END (1 << 0)
#define UART_INTSTS_RX_END (1 << 1)
#define UART_INTSTS_TX_FIFO (1 << 2)
#define UART_INTSTS_RX_FIFO (1 << 3)
#define UART_INTSTS_RTO (1 << 4)
#define UART_INTSTS_PCE (1 << 5)
#define UART_INTSTS_TX_FER (1 << 6)
#define UART_INTSTS_RX_FER (1 << 7)
#if !defined(BL602)
#define UART_INTSTS_RX_LSE (1 << 8)
#endif
#if !defined(BL602) && !defined(BL702)
#define UART_INTSTS_RX_BCR (1 << 9)
#define UART_INTSTS_RX_ADS (1 << 10)
#define UART_INTSTS_RX_AD5 (1 << 11)
#endif

18.bflb_uart_int_clear

說明: 清除 uart 中斷標(biāo)志。

void bflb_uart_int_clear(struct bflb_device_s *dev, uint32_t int_clear);

清除值可填入以下參數(shù)：

#define UART_INTCLR_TX_END (1 << 0)
#define UART_INTCLR_RX_END (1 << 1)
#define UART_INTCLR_RTO (1 << 4)
#define UART_INTCLR_PCE (1 << 5)
#if !defined(BL602)
#define UART_INTCLR_RX_LSE (1 << 8)
#endif
#if !defined(BL602) && !defined(BL702)
#define UART_INTCLR_RX_BCR (1 << 9)
#define UART_INTCLR_RX_ADS (1 << 10)
#define UART_INTCLR_RX_AD5 (1 << 11)
#endif

19.bflb_uart_feature_control

說明：uart 其他特性相關(guān)控制，一般不常用。

int bflb_uart_feature_control(struct bflb_device_s *dev, int cmd, size_t arg);

cmd 可以填入以下參數(shù):

#define UART_CMD_SET_BAUD_RATE (0x01)
#define UART_CMD_SET_DATA_BITS (0x02)
#define UART_CMD_SET_STOP_BITS (0x03)
#define UART_CMD_SET_PARITY_BITS (0x04)
#define UART_CMD_CLR_TX_FIFO (0x05)
#define UART_CMD_CLR_RX_FIFO (0x06)
#define UART_CMD_SET_RTO_VALUE (0x07)
#define UART_CMD_SET_RTS_VALUE (0x08)
#define UART_CMD_GET_TX_FIFO_CNT (0x09)
#define UART_CMD_GET_RX_FIFO_CNT (0x0a)
#define UART_CMD_SET_AUTO_BAUD (0x0b)
#define UART_CMD_GET_AUTO_BAUD (0x0c)
#define UART_CMD_SET_BREAK_VALUE (0x0d)
#define UART_CMD_SET_TX_LIN_VALUE (0x0e)
#define UART_CMD_SET_RX_LIN_VALUE (0x0f)
#define UART_CMD_SET_TX_RX_EN (0x10)
#define UART_CMD_SET_TX_RS485_EN (0x11)
#define UART_CMD_SET_TX_RS485_POLARITY (0x12)
#define UART_CMD_SET_ABR_ALLOWABLE_ERROR (0x13)
#define UART_CMD_SET_SW_RTS_CONTROL (0x14)
#define UART_CMD_IR_CONFIG (0x15)
#define UART_CMD_SET_TX_FREERUN (0x16)
#define UART_CMD_SET_TX_END_INTERRUPT (0x17)
#define UART_CMD_SET_RX_END_INTERRUPT (0x18)
#define UART_CMD_SET_TX_TRANSFER_LEN (0x19)
#define UART_CMD_SET_RX_TRANSFER_LEN (0x20)
#define UART_CMD_SET_TX_EN (0x21)
#define UART_CMD_SET_BCR_END_INTERRUPT (0x22)
#define UART_CMD_GET_BCR_COUNT (0x23)

02、示例：UART 發(fā)送，中斷接收

小安派-Eyes-S1 具有兩組串口，UART0 已經(jīng)被映射為 prtinf 函數(shù)，也就是 LOG 函數(shù)，我們還剩下一組 UART1 可使用，而且小安派的 GPIO 可以任意配置為 UART 的 TX 或 RX，這里使用 GPIO_1 和 GPIO_0 配置為 UART1。

實(shí)現(xiàn)的效果是，在主函數(shù)里輪詢發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng) UART1 接收到其他數(shù)據(jù)時(shí)，觸發(fā)接收中斷并使用 UART0 發(fā)送，也就是 LOG 函數(shù)發(fā)送出來，實(shí)現(xiàn)透傳的效果。

Main

//頭文件
#include "bflb_mtimer.h"
#include "bflb_uart.h"
#include "bflb_gpio.h"
#include "board.h"
//設(shè)置名為uart1的外設(shè)句柄
struct bflb_device_s *uart1;
//定義需要輪詢發(fā)送的數(shù)據(jù)
static uint8_t uart_txbuf[4] = { 0,1,2,3 };
void uart_isr(int irq, void *arg);
//初始化串口配置，如波特率，數(shù)據(jù)位和停止位
//tx_fifo_threshold 和 rx_fifo_threshold 參數(shù)設(shè)置表示為fifo中斷的觸發(fā)閾值
static void uart_init(void)
{
struct bflb_device_s* gpio;
struct bflb_uart_config_s cfg = {
.baudrate = 115200,
.data_bits = UART_DATA_BITS_8,
.stop_bits = UART_STOP_BITS_1,
.parity = UART_PARITY_NONE,
.flow_ctrl = 0,
.tx_fifo_threshold = 4,
.rx_fifo_threshold = 4,
};
gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");
uart1 = bflb_device_get_by_name("uart1");
//將GPIO_1和GPIO_0設(shè)置為TX和RX
bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_1, GPIO_UART_FUNC_UART1_TX);
bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_0, GPIO_UART_FUNC_UART1_RX);
bflb_uart_init(uart1, &cfg);
bflb_uart_txint_mask(uart1, true);
bflb_uart_rxint_mask(uart1, false);
bflb_irq_attach(uart1->irq_num, uart_isr, NULL);
bflb_irq_enable(uart1->irq_num);
}
//中斷服務(wù)函數(shù)，觸發(fā)中斷后會進(jìn)入該函數(shù)
void uart_isr(int irq, void *arg)
{
uint32_t intstatus = bflb_uart_get_intstatus(uart1);
//這里注釋了fifo管道的RX中斷觸發(fā)，fifo的觸發(fā)方式也就是上面設(shè)置的字節(jié)數(shù)4，也就是要接收4個(gè)字節(jié)以上數(shù)據(jù)才會觸發(fā)fifo中斷
// if (intstatus & UART_INTSTS_RX_FIFO) {
// printf("rx fiforn");
// while (bflb_uart_rxavailable(uart1)) {
// printf("0x%02xrn", bflb_uart_getchar(uart1));
// }
// }
//接收超時(shí)中斷，當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)沒有接收后便會停止，在觸發(fā)中斷后，輪詢使用prtintf發(fā)送uart1接收到的字符，停止接收后清空中斷標(biāo)志等待下一次發(fā)送
if (intstatus & UART_INTSTS_RTO) {
printf("rtorn");
while (bflb_uart_rxavailable(uart1)) {
printf("0x%02xrn", bflb_uart_getchar(uart1));
}
bflb_uart_int_clear(uart1, UART_INTCLR_RTO);
}
}
int main(void)
{
board_init();
uart_init();

//主函數(shù)每兩秒輪詢一次發(fā)送 uart_txbuf 數(shù)據(jù)

while (1) {
bflb_mtimer_delay_ms(2000);
bflb_uart_put(uart1,uart_txbuf,4);
}
}

實(shí)現(xiàn)效果

uart1 每兩秒發(fā)送一次 00 01 02 03 ，左邊框中可以看見持續(xù)接收到數(shù)據(jù)，當(dāng) uart1 接收到其他數(shù)據(jù)時(shí)如 AA BB CC DD EE FF 或 11 22 33 ，可以在右邊的 uart0 框中看見接收到的數(shù)據(jù)，可以看見觸發(fā)的中斷方式為 RTO 超時(shí)。可以嘗試 fifo 的方式看看兩種方式的差異性，在后續(xù)處理串口協(xié)議時(shí)，面對不同的協(xié)議采用不同的方式來應(yīng)對。

審核編輯 黃宇