【致敬未来的攻城狮计划】— 连续打卡第二十天：RA2E1_UART —— 串口通信例程

原创已于 2023-05-04 21:56:29 修改 · 1k 阅读

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#python #pandas #开发语言

于 2023-05-03 22:47:43 首次发布

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系列文章目录

1.连续打卡第一天：提前对CPK_RA2E1是瑞萨RA系列开发板的初体验，了解一下

2.开发环境的选择和调试（从零开始，加油）

3.欲速则不达，今天是对RA2E1 基础知识的补充学习。

4.e2 studio 使用教程

5.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

6.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

7.（电脑重装系统）学习RA产品家族选型手册

8.问题解决、学习RA寄存器、用寄存器的方式点亮第一个LED灯。

9.继续学习RA寄存器

10.FSP固件库开发及FSP配置详解。

11.FSP固件库开发点亮第一个灯。

12.FSP固件库开发按键输入检测控制LED灯闪烁

13.FSP固件库开发启动文件详解

14.FSP固件库开发延时函数（时钟详解）

15.FSP固件库外部中断处理编程（外部中断检测按键控制LED闪烁)

16.FSP固件库系统定时器（滴答定时器SysTick）每2秒LED闪烁一次

17.FSP固件库开发GPT — PWM通用定时器定时2s LED 闪烁

18.FSP固件库开发GPT — PWM输出波形 — LED呼吸灯

19.RA2E1串口通信基础知识

文章目录

前言

接上篇文章，串口的基础知识，今天实操串口通信：(8条消息) 【致敬未来的攻城狮计划】— 连续打卡第十九天：RA2E1串口通信基础知识_嵌入式up的博客-优快云博客

串口通信例程

一、串口通信是什么？

串口通信是一种常用的设备间通信方式，它通过串行传输方式将数据一位一位地发送或接收。在计算机科学中，通信协议可以通过分层来简化，通常分为物理层和协议层。物理层规定了通信系统中机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒介上的传输。协议层则规定了通信逻辑，包括数据打包、解包标准，以确保通信的正确性和可靠性。电子工程师在调试设备时也经常使用串口通信方式输出调试信息。常见的串口通信标准包括RS-232、RS-422、RS-485等，它们在数据传输速率、距离、电平等方面有所不同。

二、串口通信电平及方式

RXD：数据输入引脚，数据接受；
TXD：数据发送引脚，数据发送。

通信两种方式：

TTL

逻辑1：2.4V-5V

逻辑0：0~0.5V

RS-232

逻辑1：-15V~-3V

逻辑0：+3V~+15V

三、波特率

波特率，即每个码元的长度，以便对信号进行解码，常见的波特率为4800、9600、115200等。

详细介绍的话还有波特率发生器，等等好多知识，大家可以参考上篇文章，这篇文章不再赘述基础知识，实操关键。下面这篇文章也讲的很详细。

(8条消息) [攻城狮计划]RT-Thread—详解UART设备(基于RA2E1)_花园宝宝小点点的博客-优快云博客

四、SCI 简介

SCI（Serial Communications Interface），意为串行通信接口，是相对与并行通信的概念，是串行通信技术的一种总称。包括了UART，SPI等串行通信技术。 RA6M5的SCI模块是一个有10个通道的异步/同步串行接口。包含如下功能：

UART

8位时钟同步接口

简易IIC（只能用作主机）

简易SPI

智能卡接口（符合ISO/IEC 7816-3国际标准）

曼彻斯特接口

增强的串行接口

另外，SCI0、SCI3~SCI9有独立的FIFO缓冲区。

五、串口通信：实操

1.硬件图：

2.新建工程

拷贝一份我们之前的 Keil 工程模板 “RA_LED”，然后将工程文件夹重命名为 “RA_UART”，并进入该文件夹里面双击 Keil 工程文件，打开该工程。

3.FSP配置

FSP 配置界面里面点开 “Pins”-> “Peripherals”-> “Connectivity:SCI”-> “SCI0” 来配置SCI模块，配置为 “Asynchronous UART” 模式，并选择开发板使用串口引脚。

在配置界面底部点击 “Stack”，加入串口UART：

“属性”窗口中配置名字（name）、通道（Channel）、回调函数（Callback）名字即可，引脚（Pins）、波特率（Baud Rate）等其他的属性按照默认的配置即可。

串口属性设置解释：

属性

描述

Name

名字，根据读者需求设置即可。

Channel

通道，根据SCI号设置即可，例如实验使用SCI4，则这里配置为通道4。

Data Bits

每个字（word）的比特（bit）数，默认为8bits

Parity

校验模式，可选择“Odd”奇校验，“Even”偶校验或“None”无校验。

Stop Bits

停止位，可选1或2bit。

Baud Rate

波特率

Baud Rate Modulation

波特率调制，通过调整时钟周期，以减少申请波特率与实际波特率之间的误差。

Max Error(%)

计算波特率时允许的最大百分比误差。

Callback

回调函数的名字，根据读者需求设置即可。

Receive Interrupt Priority

接收中断优先级

Transmit Data Empty Interrupt Priority

发送数据空中断优先级

Transmit End Interrupt Priority

发送完成中断优先级

Error Interrupt Priority

错误中断优先级

属性	描述
Name	名字，根据读者需求设置即可。
Channel	通道，根据SCI号设置即可，例如实验使用SCI4，则这里配置为通道4。
Data Bits	每个字（word）的比特（bit）数，默认为8bits
Parity	校验模式，可选择“Odd”奇校验，“Even”偶校验或“None”无校验。
Stop Bits	停止位，可选1或2bit。
Baud Rate	波特率
Baud Rate Modulation	波特率调制，通过调整时钟周期，以减少申请波特率与实际波特率之间的误差。
Max Error(%)	计算波特率时允许的最大百分比误差。
Callback	回调函数的名字，根据读者需求设置即可。
Receive Interrupt Priority	接收中断优先级
Transmit Data Empty Interrupt Priority	发送数据空中断优先级
Transmit End Interrupt Priority	发送完成中断优先级
Error Interrupt Priority	错误中断优先级

由于要使用Printf 函数：

使用 printf 函数时，需要使用到堆，默认情况下堆的大小为0，因此我们需要修改堆的大小。可以在 FSP 配置界面中的“BSP”属性栏的“RA Common”中通过修改“Heap size”来设置堆区大小。这里需要设置为 8 的整数倍，推荐至少为4K（0x1000）

点击 “Generate Project Content” 按钮，让软件自动生成配置代码。

4.keil代码编写

#include "hal_data.h"

FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER


/* 调试串口 UART0 初始化 */
void UART0_Init(void)
{
   fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

   err = R_SCI_UART_Open (&g_uart0_ctrl, &g_uart0_cfg);
   assert(FSP_SUCCESS == err);
}

/* 发送完成标志 */
volatile bool uart_send_complete_flag = false;

/* 串口中断回调 */
void uart0_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
   switch (p_args->event)
   {
      case UART_EVENT_RX_CHAR:
      {
            /* 把串口接收到的数据发送回去 */
            R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&(p_args->data), 1);
            break;
      }
      case UART_EVENT_TX_COMPLETE:
      {
            uart_send_complete_flag = true;
            break;
      }
      default:
            break;
   }
}

/*******************************************************************************************************************//**
 * main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used.  This function
 * is called by main() when no RTOS is used.
 **********************************************************************************************************************/
void hal_entry(void)   //相当于主函数  函数最终执行的地方
{
	UART0_Init();
	while(1){
	     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_LOW); //LED1亮
         R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW); //LED2亮
         R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //延时1秒
	     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //LED1亮
         R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //LED2亮
         R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //延时1秒
		
		R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl,"aaa",3);
	}
	
	
	
	
	
	
	
    /* TODO: add your own code here */

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

烧写代码效果图：

由于习惯，我们更喜欢使用printf函数，所以我需要重定向：

#include "hal_data.h"
#include "stdio.h""

FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER


/* 调试串口 UART0 初始化 */
void UART0_Init(void)
{
   fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

   err = R_SCI_UART_Open (&g_uart0_ctrl, &g_uart0_cfg);
   assert(FSP_SUCCESS == err);
}

/* 发送完成标志 */
volatile bool uart_send_complete_flag = false;

/* 串口中断回调 */
void uart0_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
   switch (p_args->event)
   {
      case UART_EVENT_RX_CHAR:
      {
            /* 把串口接收到的数据发送回去 */
            R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&(p_args->data), 1);
            break;
      }
      case UART_EVENT_TX_COMPLETE:
      {
            uart_send_complete_flag = true;
            break;
      }
      default:
            break;
   }
}

/* 重定向 printf 输出 */
#if defined __GNUC__ && !defined __clang__
int _write(int fd, char *pBuffer, int size); //防止编译警告
int _write(int fd, char *pBuffer, int size)
{
   (void)fd;
   R_SCI_UART_Write(&g_uart4_ctrl, (uint8_t *)pBuffer, (uint32_t)size);
   while(uart_send_complete_flag == false);
   uart_send_complete_flag = false;

   return size;
}
#else
int fputc(int ch, FILE *f)
{
   (void)f;
   R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
   while(uart_send_complete_flag == false);
   uart_send_complete_flag = false;

   return ch;
}
#endif

/*******************************************************************************************************************//**
 * main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used.  This function
 * is called by main() when no RTOS is used.
 **********************************************************************************************************************/
void hal_entry(void)   //相当于主函数  函数最终执行的地方
{
	UART0_Init();
	while(1){
	     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_LOW); //LED1亮
         R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW); //LED2亮
         R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //延时1秒
	     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //LED1亮
         R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_05_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //LED2亮
         R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //延时1秒
		
		
		printf("你好，程序员！\n");
	}
	
	
	
	
	
	
	
    /* TODO: add your own code here */

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

视频效果：

RA2E1 开发板串口通信测试