[原创] 【 STM32WB55 测评】_05_UART寄存器配置实验

lvxinn2006 2019-5-22 22:53 楼主

本次活动测评开发板STM32WB55 Nucleo Pack由ST意法半导体提供，感谢意法半导体对EEWorld测评的支持！

https://www.stmcu.com.cn/Product/pro_detail/cat_code/STM32WB/family/81/sub_family/252/sub_child_family/0/layout/product

【实验目的】

· 熟悉STM32WB55的串口模块的配置与使用。

【实验环境】

· NUCLEO-WB55 Nucleo Pack开发板

· Keil MDK-ARM（Keil uVision 5.25.2.0）

· Keil.STM32WBxx_DFP.1.0.0.pack

【实验资料】

· NUCLEO-WB55 Nucleo Pack开发板原理图

· STM32WB55xx Data Sheets

· STM32WB55xx Reference manual（参考手册）

【实验分析】

· 查看原理图

在NUCLEO-WB55中，最方便使用的UART串口就是USART，直接连接到了ST_LINK的虚拟串口，原理图如下：

在STM32WB55中，有两组串口模块：LPUART和USART，通过查询手册STM32WB55xx Data Sheets，可知这两个引脚对应着USART1功能模块，如下图所示：

· 查看STM32WB55xx Reference manual

1. 启用GPIO时钟

与前面实验一样，使用GPIO端口之前，需要先开启时钟，这里使用了GPIOB，所以需要将RCC->AHB2ENR的[1]位置1，原理如下图所示：

2. 设置GPIO引脚功能

开启GPIOB的时钟以后，设置GPIO的功能，即设置GPIOB_MODER寄存器，根据参考手册，MODER寄存器定义如下：

对应PB6和PB7引脚的位置分别位于[13:12]、[15:14]四个位中，在位段的描述说明中，可以看到00为输入模式，01为通用输出模式，10为复用功能模式，根据应用需求，我们需要把PB6和PB7作为UART的Tx和Rx来使用，所以我们需要把MODER[15:14][13:12]都配置成10，即复用功能模式（AF）

当MODER寄存器配置为AF模式时，需要使用AFRL、AFRH两个寄存器对引脚功能进行进一步设置，寄存器定义如下：

在这个寄存器中，每4个位控制一个引脚的功能，PB6引脚的功能位于[27:24]四个位中，PB7引脚的功能位于[31:28]四个位中，每4个位中0000~0111共8个组合表示引脚的8种功能，这里把对应的值用AF0~AF8来表示，每个引脚对应的值，所对应的功能也不同，下表描述的是引脚AF值所对应功能，其中PB6的AF7表示USART1_TX，PB7的AF7表示USART1_RX功能

至此，我们基本就确定了AF寄存器的配置方法，需要把[27:24]配置为0x7 (0111:AF7)，[31:28]也配置为0x7 (0111:AF7)。

这样，PB6和PB7的引脚功能就配置好了，接下来就需要配置USART外设模块了。

3. 启用USART1时钟

USART连接在系统的APB2总线，所以USART的时钟控制，在APB2ENR中，如下图所示：

需要把寄存器的[14]位置位，即可开启USART1的时钟。

4. 使能USART1模块

USART寄存器比较多，但是大多数默认参数已经满足需求，我们需要设置的寄存器并不多，首先要配置CR1寄存器，重点要设置下图所示的三个数据位：

寄存器中的[3][2]两个位用来使能Tx和Rx，[0]位用来使能USART设备，[5]位用来启用接收数据中断。

5. 设置波特率

BRR寄存器

波特率的计算方法

计算方法详见文档。

本人根据文档，总结了一个公式，可以直接用在代码中：

//Baudrate = Fclk/(16*USARTDIV)

//USARTDIV = Fclk / Baudrate / 16

// = SystemCoreClock / 115200 / 16

temp = SystemCoreClock * 100 / baud / 16;

brr = ((temp / 100)<<4) | ((temp%100) * 16 / 100) + (((temp%100) * 16 / 100)%100)/50;

USART2->BRR = brr;

6. 串口的初始化函数实现

void USART1_Init(int baud)
{
uint64_t temp;
uint32_t brr;
RCC->AHB2ENR |= (1<<1); //使能GPIOB时钟
GPIOB->MODER &= ~((0x3<<12) | (0x3<<14));
GPIOB->MODER |= (0x2<<12) | (0x2<<14); //设置PB6 PB7为功能模式
GPIOB->AFR[0] &= ~((0xFUL<<24) | (0xFUL<<28));
GPIOB->AFR[0] |= (0x7<<24) | (0x7<<28); //PB6 Tx PB7 Rx
RCC->APB2ENR |= (1<<14);
//Baudrate = Fclk/(16*USARTDIV)
//USARTDIV = Fclk / Baudrate / 16
temp = (uint64_t)SystemCoreClock * 100 / baud / 16;
brr = ((temp / 100)<<4) | ((temp%100) * 16 / 100) + (((temp%100) * 16 / 100)%100)/50;
USART1->BRR = brr;
USART1->CR1 |= (1<<29);
USART1->CR1 |= (1<<0) //UE=1 USART Enable
| (1<<3) //TE=1 Transmitter Enable
| (1<<2); //RE=1 Revicer Enable
USART1->CR1 |= (1<<5); //enable RXNEIE
NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
}

7. 数据的发送

数据的发送，主要使用了TDR寄存器，当往TDR寄存器写数据时，数据会通过TxD引脚发送出去，并且一旦发送完成，会把完成状态体现在ISR寄存器中，封装发送函数如下：

void UART1_PutChar(int data)
{
while((USART1->ISR&(1u<<7)) == 0); //Wait TXE=1
USART1->TDR = data;
}

8. 启用USART中断

启用中断，直接使用CMSIS提供的NVIC_EnableIRQ()函数

NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

9. 数据的接收

当RxD引脚收到数据时，数据会保存在RDR寄存器中，如果在CR1中设置了RXNE位，收到数据时会触发中断，在中断处理函数中可以处理收到的数据，

#define UART1_RBUF_SIZE 64
volatile uint32_t UARTStatus;
volatile uint8_t UARTTxEmpty = 1;
volatile uint8_t UARTBuffer[UART1_RBUF_SIZE];
volatile uint32_t UARTCount = 0;
volatile uint32_t UART_op = 0;
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART1->ISR & (1<<5)){ //收到数据
UARTBuffer[UARTCount++] = USART1->RDR;
if (UARTCount >= UART1_RBUF_SIZE)
{
UARTCount = 0; /* buffer overflow */
}
}
}
int UART2_GetChar(uint8_t *ch)
{
if(UART_op != UARTCount)
{
*ch = UARTBuffer[UART_op];
UART_op ++;
if(UART_op >= UART1_RBUF_SIZE)
UART_op = 0;
return 1;
}
return 0;
}

10. 主函数

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include "uart.h"
int main(void)
{
uint8_t ch;
USART1_Init(115200);
printf ("Welcome to EEWORLD!\n");
printf ("Your input will be echo!\n");
while(1){
if (USART1_GetChar(&ch)){
USART1_PutChar(ch);
}
}
}

【实验现象】

· 开发板复位以后会打印输出两句话，然后在发送区发送任何数据，都会反显到接收区，效果如下：

下一个实验用串口+ADC实现光照强度检测。

此内容由EEWORLD论坛网友lvxinn2006原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

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