NXP JN5169使用UART發送資料

一、UART介紹
- 1、UART介紹
- 2、UART系統圖
- 3、UART引腳
- 4、UART操作
- 5、2線模式
- 6、4線模式（帶流控制）（僅適用UART0）
- 7、1線模式（僅適用UART1）
二、UART集成外設API函式介紹
三、實作代碼
- 1、UART0 2線模式發送資料
- 2、UART0 2線模式發送/接收資料
- 3、UART1 1線模式發送資料
- 4、UART1 2線模式發送/接收資料

一、UART介紹

1、UART介紹

JN5169具有兩個通用異步接收器/發送器（UART）串行通信介面，它們提供與以FIFO模式運行的行業標準16550A器件相似的操作功能，這些介面對傳入的串行資料執行串行到并行轉換，并對從CPU到外部設備的傳出資料執行并行到串行轉換，在兩個方向上，可配置的FIFO緩沖區（默認深度為16位元組）使CPU可以在每個事務中讀寫多個字符，這意味著，CPU不再需要逐個字符地處理資料，并且會增加相關的處理器開銷， UART具有以下功能：

遵守行業標準NS16450和NS16550A，
可配置的發送和接收FIFO緩沖區（每個緩沖區的默認深度為16位元組），可直接訪問每個緩沖區的填充級別，向/從串行資料中添加/洗掉標準的開始，停止和奇偶校驗位，
獨立控制的發送，接收，狀態和資料發送中斷，
UART0上的可選調制解調器流控制信號CTS和RTS，
完全可編程的資料格式：波特率，開始，停止和奇偶校驗設定，
錯誤的起始位檢測，奇偶校驗，成幀和FIFO超限錯誤檢測和中斷指示，
內部診斷功能：用于通信鏈路故障隔離的環回控制，
通過軟體或通過硬體自動控制流量，

注：這里描述的 UART 操作假設外設時鐘運行在 16MHz，時鐘來自一個外部晶體振蕩器，不建議用戶在任何其他時鐘下運行 UART，

2、UART系統圖

在這里插入圖片描述

3、UART引腳

可以將UART0和UART1都配置為使用標準或備用DIO線，如表8所示，此外，可以將UART0配置為以2線模式使用（其中未配置CTS0和RTS0），并且可以配置UART1 在1線模式下（未配置RXD1），這些釋放的DIO引腳隨后可用于其他目的，
可以使用函式vAHI_UartSetLocation()將UART0信號從DIO4-7移至DIO12-15，可以使用相同的功能將UART1信號分別從DIO14和DIO15移至DIO11和DIO9，如果需要此功能，則必須在啟用UART之前呼叫它，

在這里插入圖片描述
備注：在自動流控制閾值設定為15的情況下，當接收FIFO即將滿時，UART模塊中的硬體流控制將取消RTS，在某些情況下，已經觀察到，正在傳輸資料的遠程設備不能對斷言的CTS做出足夠迅速的回應，而是繼續傳輸資料，在這些情況下，資料將在接收FIFO溢位中丟失，

UART 使用以下信號與一個外部設備相連：

發送資料（TxD）輸出 —— 連接到外部設備的 RxD
接收資料（RxD）輸入 —— 連接到外部設備的 TxD
請求發送（RTS）輸出 —— 連接到外部設備的 CTS
清除發送（CTS）輸入 —— 連接到外部設備的 RTS

如果 UART 只使用信號 RxD 和 TxD，就表明 UART 作業在 2 線模式，如果 UART 使用上面全部 4 個信號，就表明 UART 作業在 4 線模式并執行流控制，在 JN5169 器件上：

UART0 可以作業在 4 線模式（默認情況）或 2 線模式；
UART1 可以作業在 2 線模式（默認情況）或 1 線（僅發送）模式；

4、UART操作

UART 的發送和接收通路每個都有一個 FIFO 緩沖區，它允許和外部設備執行多位元組的串行傳輸：

TxD 引腳連接到發送 FIFO；
RxD 引腳連接到接收 FIFO；

FIFO 包含在 RAM 中，由應用來定義，每個 FIFO 的大小可以從 16 個位元組直至 2047 個位元組，
在本地設備上，CPU 可以一次性向 FIFO 寫入/讀出一個位元組和一個資料塊，讀/寫通路互相獨立，因此發送和接收單獨出現，由一個 DMA（直接存盤器存取）引擎來處理 FIFO 和 TxD/RxD之間的資料移動，不需要 CPU 的參與，

在這里插入圖片描述

5、2線模式

在 2 線模式下，UART 只使用信號線 TxD 和 RxD，只要發送設備方便（例如，當發送 FIFO包含一些資料時），可以不做任何通知就發送資料，資料還也可以根據發送設備的方便不做任何通知就接收，這可能會產生問題和導致資料丟失，例如，接收設備可能在接收 FIFO 中沒有足夠的空間來接收發送過來的資料，

6、4線模式（帶流控制）（僅適用UART0）

在 4 線模式下，UART0 使用信號線 TxD、RxD、RTS 和 CTS，允許執行流控制，保證發送的資料總是能接收到，流控制的一般原理在下面描述，
RTS 和 CTS 線是標志，用來指示資料在設備之間安全傳輸，一個設備上的 RTS 線連接到另一個設備的 CTS 線，
目標設備命令源設備應該何時給它發送資料，如下所述：

當目標設備準備好接收資料時，它激活 RTS 線來請求源設備發送資料，這種情況可能是目標設備的接收 FIFO填充水平（fill-level）降至低于一個預定義好的水平，并且 FIFO能夠接收更多的資料；
源設備將目標設備 RTS 線的激活看成是自己 CTS 線的激活，然后將資料從發送 FIFO中發送出去，

流控制操作如下面所示，
在這里插入圖片描述

7、1線模式（僅適用UART1）

在 1 線模式下，UART1 根據發送設備方便，在不通知的情況下使用 TxD 線發送資料，該模式下不接收資料，也不使用 RxD 線（因此，相關的 DIO 引腳可以用作其他用途）

二、UART集成外設API函式介紹

NXP JN5169 UART集成外設API函式

三、實作代碼

1、UART0 2線模式發送資料

#define UART                    E_AHI_UART_0

#define TRUE            (1)   /* page 207 K+R 2nd Edition */
#define FALSE           (0)

/* Value enumerations: UART */
#define E_AHI_UART_RATE_4800            (0)
#define E_AHI_UART_RATE_9600            (1)
#define E_AHI_UART_RATE_19200           (2)
#define E_AHI_UART_RATE_38400           (3)
#define E_AHI_UART_RATE_76800           (4)
#define E_AHI_UART_RATE_115200          (5)
#define E_AHI_UART_WORD_LEN_5           (0)
#define E_AHI_UART_WORD_LEN_6           (1)
#define E_AHI_UART_WORD_LEN_7           (2)
#define E_AHI_UART_WORD_LEN_8           (3)
#define E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_1         (0)
#define E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_4         (1)
#define E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_8         (2)
#define E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_14        (3)
#define E_AHI_UART_LS_ERROR             (0x80)
#define E_AHI_UART_LS_TEMT              (0x40)
#define E_AHI_UART_LS_THRE              (0x20)
#define E_AHI_UART_LS_BI                (0x10)
#define E_AHI_UART_LS_FE                (0x08)
#define E_AHI_UART_LS_PE                (0x04)
#define E_AHI_UART_LS_OE                (0x02)
#define E_AHI_UART_LS_DR                (0x01)
#define E_AHI_UART_MS_CTS               (0x10)
#define E_AHI_UART_MS_DCTS              (0x01)
#define E_AHI_UART_INT_MODEM            (0)
#define E_AHI_UART_INT_TX               (1)
#define E_AHI_UART_INT_RXDATA           (2)
#define E_AHI_UART_INT_RXLINE           (3)
#define E_AHI_UART_INT_TIMEOUT          (6)
#define E_AHI_UART_TX_RESET             (TRUE)
#define E_AHI_UART_RX_RESET             (TRUE)
#define E_AHI_UART_TX_ENABLE            (FALSE)
#define E_AHI_UART_RX_ENABLE            (FALSE)
#define E_AHI_UART_EVEN_PARITY          (TRUE)
#define E_AHI_UART_ODD_PARITY           (FALSE)
#define E_AHI_UART_PARITY_ENABLE        (TRUE)
#define E_AHI_UART_PARITY_DISABLE       (FALSE)
#define E_AHI_UART_1_STOP_BIT           (TRUE)
#define E_AHI_UART_2_STOP_BITS          (FALSE)
#define E_AHI_UART_RTS_HIGH             (TRUE)
#define E_AHI_UART_RTS_LOW              (FALSE)
#define E_AHI_UART_FIFO_ARTS_LEVEL_8    (0)
#define E_AHI_UART_FIFO_ARTS_LEVEL_11   (1)
#define E_AHI_UART_FIFO_ARTS_LEVEL_13   (2)
#define E_AHI_UART_FIFO_ARTS_LEVEL_15   (3)

/*發送單個字符*/
PRIVATE void vPutChar(unsigned char c)
{
    while (!(u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & E_AHI_UART_LS_THRE));    /*發送FIFO為空*/
    vAHI_UartWriteData(UART, c);   /*寫入要發送的字符*/
    /*
       發送移位暫存器為慷訓者發送FIFO為空，即等待發送完畢
       E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT = 0x20 | 0x40 = 0x60
    */
    while ((u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT))
            != (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT)); 
}
/*發送字串*/
PRIVATE void vPutStrs(unsigned char *str)
{
    while(*str){
    	vPutChar(*str++);
    }
}
/*初始化串口*/
PRIVATE void vUartInit(void)
{
#if (UART == E_AHI_UART_0)
    vAHI_UartSetRTSCTS(UART, FALSE); /* UART0 2線模式，Disable use of CTS/RTS       */
#endif
    vAHI_UartEnable(UART);
    //復位指定UART的發送和接收FIFO，并將FIFO觸發級別設定為單位元組觸發
    vAHI_UartReset(UART,
                     TRUE, /* 復位收發FIFO*/
                     TRUE);
    vAHI_UartSetBaudRate(UART, E_AHI_UART_RATE_115200); /* 設定波特率*/
}
/*主函式*/
PUBLIC void AppColdStart (void)
{
	vAHI_WatchdogStop();
	(void)u32AHI_Init();

    vUartInit();

    vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");

    while (1) {
    	vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");
    }
}
/*熱啟動函式*/
PUBLIC void AppWarmStart (void)
{
    AppColdStart();
}

2、UART0 2線模式發送/接收資料

#define UART                    E_AHI_UART_0

#define RECV_MAX_LEN	30			//最長接收字符長度
uint8	recv_buf[RECV_MAX_LEN];		//接識訓沖區
uint8	recv_len;					//已接收的字符長度

PRIVATE void vAHI_DelayXms(uint32 n)
{
	uint32 temp;
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_DISABLE);               /* 關閉滴答定時器                */
	vAHI_TickTimerWrite(0);                                          /* 設定起始值                          */
	vAHI_TickTimerInterval(16000 * n);                              /* 設定參照值                          */
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_STOP);               /* 到達參考值停止計數                    */
	vAHI_TickTimerIntEnable(FALSE);                                   /* 關閉中斷  */

	do{
		temp = u32AHI_TickTimerRead();
	}while(temp < 16000 * n);//向上計數
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_DISABLE);               /* 關閉滴答定時器                */
}

/*發送單個字符*/
PRIVATE void vPutChar(unsigned char c)
{
    while (!(u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & E_AHI_UART_LS_THRE));    /*發送FIFO為空*/
    vAHI_UartWriteData(UART, c);   /*寫入要發送的字符*/
    /*
       發送移位暫存器為慷訓者發送FIFO為空，即等待發送完畢
       E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT = 0x20 | 0x40 = 0x60
    */
    while ((u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT))
            != (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT));
}
/*發送字串*/
PRIVATE void vPutStrs(unsigned char *str)
{
    while(*str){
    	vPutChar(*str++);
    }
}
/*UART0中斷回呼函式*/
PRIVATE void vCbUart0 (uint32 u32Device, uint32 u32ItemBitmap)
{
	uint8 recv;
	if(E_AHI_DEVICE_UART0 == u32Device){		//UART0中斷
		if(E_AHI_UART_INT_RXDATA == u32ItemBitmap){		//接收資料可用中斷
			recv = u8AHI_UartReadData(UART);
			if(recv != 0x0d && (recv_len < RECV_MAX_LEN - 2)){	//回車0x0d，換行0x0a
				recv_buf[recv_len++] = recv;
			}
			else{
				recv_buf[recv_len++] = '\0';
				vPutStrs(recv_buf);
				recv_len = 0;
			}
		}
	}
}
/*初始化串口*/
PRIVATE void vUartInit(void)
{
#if (UART == E_AHI_UART_0)
    vAHI_UartSetRTSCTS(UART, FALSE); /* UART0 2線模式，Disable use of CTS/RTS       */
#endif
    vAHI_UartEnable(UART);
    //復位指定UART的發送和接收FIFO，并將FIFO觸發級別設定為單位元組觸發
    vAHI_UartReset(UART,
                     TRUE, /* 復位收發FIFO*/
                     TRUE);
    vAHI_UartSetBaudRate(UART, E_AHI_UART_RATE_115200); /* 設定波特率*/
    /*啟用接收資料可用中斷，將接收FIFO觸發級別設定為單位元組觸發，*/
    vAHI_UartSetInterrupt(UART, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_1);
    /*UART0中斷回呼函式*/
    vAHI_Uart0RegisterCallback(vCbUart0);
}


PUBLIC void AppColdStart (void)
{
	vAHI_WatchdogStop();
	(void)u32AHI_Init();

	recv_len = 0;

    vUartInit();
    vAHI_DelayXms(100);
    vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");

    while (1) {
    	vAHI_DelayXms(500);
    	vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");
    }
}

PUBLIC void AppWarmStart (void)
{
    AppColdStart();
}

3、UART1 1線模式發送資料

#define UART                    E_AHI_UART_1

/*發送單個字符*/
PRIVATE void vPutChar(unsigned char c)
{
    while (!(u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & E_AHI_UART_LS_THRE));    /*發送FIFO為空*/
    vAHI_UartWriteData(UART, c);   /*寫入要發送的字符*/
    /*
       發送移位暫存器為慷訓者發送FIFO為空，即等待發送完畢
       E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT = 0x20 | 0x40 = 0x60
    */
    while ((u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT))
            != (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT)); 
}
/*發送字串*/
PRIVATE void vPutStrs(unsigned char *str)
{
    while(*str){
    	vPutChar(*str++);
    }
}
/*初始化串口*/
PRIVATE void vUartInit(void)
{
#if (UART == E_AHI_UART_1)
    vAHI_UartTxOnly(UART, TRUE); /* UART1 1線模式*/
#endif
    vAHI_UartEnable(UART);
    //復位指定UART的發送和接收FIFO，并將FIFO觸發級別設定為單位元組觸發
    vAHI_UartReset(UART,
                     TRUE, /* 復位收發FIFO*/
                     TRUE);
    vAHI_UartSetBaudRate(UART, E_AHI_UART_RATE_115200); /* 設定波特率*/
}
/*主函式*/
PUBLIC void AppColdStart (void)
{
	vAHI_WatchdogStop();
	(void)u32AHI_Init();

    vUartInit();

    vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");

    while (1) {
    	vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");
    }
}
/*熱啟動函式*/
PUBLIC void AppWarmStart (void)
{
    AppColdStart();
}

4、UART1 2線模式發送/接收資料

#define UART                    E_AHI_UART_1

#define RECV_MAX_LEN	30			//最長接收字符長度
uint8	recv_buf[RECV_MAX_LEN];		//接識訓沖區
uint8	recv_len;					//已接收的字符長度

PRIVATE void vAHI_DelayXms(uint32 n)
{
	uint32 temp;
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_DISABLE);               /* 關閉滴答定時器                */
	vAHI_TickTimerWrite(0);                                          /* 設定起始值                          */
	vAHI_TickTimerInterval(16000 * n);                              /* 設定參照值                          */
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_STOP);               /* 到達參考值停止計數                    */
	vAHI_TickTimerIntEnable(FALSE);                                   /* 關閉中斷  */

	do{
		temp = u32AHI_TickTimerRead();
	}while(temp < 16000 * n);//向上計數
	vAHI_TickTimerConfigure(E_AHI_TICK_TIMER_DISABLE);               /* 關閉滴答定時器                */
}

/*發送單個字符*/
PRIVATE void vPutChar(unsigned char c)
{
    while (!(u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & E_AHI_UART_LS_THRE));    /*發送FIFO為空*/
    vAHI_UartWriteData(UART, c);   /*寫入要發送的字符*/
    /*
       發送移位暫存器為慷訓者發送FIFO為空，即等待發送完畢
       E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT = 0x20 | 0x40 = 0x60
    */
    while ((u8AHI_UartReadLineStatus(UART) & (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT))
            != (E_AHI_UART_LS_THRE | E_AHI_UART_LS_TEMT));
}
/*發送字串*/
PRIVATE void vPutStrs(unsigned char *str)
{
    while(*str){
    	vPutChar(*str++);
    }
}
/*UART1中斷回呼函式*/
PRIVATE void vCbUart1 (uint32 u32Device, uint32 u32ItemBitmap)
{
	uint8 recv;
	if(E_AHI_DEVICE_UART1== u32Device){		//UART1中斷
		if(E_AHI_UART_INT_RXDATA == u32ItemBitmap){		//接收資料可用中斷
			recv = u8AHI_UartReadData(UART);
			if(recv != 0x0d && (recv_len < RECV_MAX_LEN - 2)){	//回車0x0d，換行0x0a
				recv_buf[recv_len++] = recv;
			}
			else{
				recv_buf[recv_len++] = '\0';
				vPutStrs(recv_buf);
				recv_len = 0;
			}
		}
	}
}
/*初始化串口*/
PRIVATE void vUartInit(void)
{
    vAHI_UartEnable(UART);
    //復位指定UART的發送和接收FIFO，并將FIFO觸發級別設定為單位元組觸發
    vAHI_UartReset(UART,
                     TRUE, /* 復位收發FIFO*/
                     TRUE);
    vAHI_UartSetBaudRate(UART, E_AHI_UART_RATE_115200); /* 設定波特率*/
    /*啟用接收資料可用中斷，將接收FIFO觸發級別設定為單位元組觸發，*/
    vAHI_UartSetInterrupt(UART, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, E_AHI_UART_FIFO_LEVEL_1);
    /*UART1中斷回呼函式*/
    vAHI_Uart1RegisterCallback(vCbUart1);
}


PUBLIC void AppColdStart (void)
{
	vAHI_WatchdogStop();
	(void)u32AHI_Init();

	recv_len = 0;

    vUartInit();
    vAHI_DelayXms(100);
    vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");

    while (1) {
    	vAHI_DelayXms(500);
    	vPutStrs((uint8*)"System Ready!\n");
    }
}

PUBLIC void AppWarmStart (void)
{
    AppColdStart();
}

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