0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【GD32F303红枫派开发板使用手册】第十五讲 USART-printf打印实验

聚沃科技 2024-06-14 09:42 次阅读
wKgaomZVdiiAfR9BAB3mDFhHnZc972.png

15.1实验内容

通过本实验主要学习以下内容:

15.2实验原理

15.2.1串口简介

串口,从广义上看,指所有串行通信接口,比如RS232RS422RS485、SPI、IIC等。串行通讯是指仅用一根接收线和一根发送线就能将数据以位进行传输的通讯方式。和串行通讯相对应的是并行通讯,并行通信指一个传输接口可以传输8个bit即一个byte(有时甚至更多),虽然串行通信比并行通信慢,但是串口可以在仅仅使用两根线的情况下就能实现数据的传输。

对于GD32F303来说,串口一般特指USART(通用同步异步收发器 )和UART(通用异步收发器 )。USART/UART提供了一个灵活方便的串行数据交换接口,数据帧可以通过全双工或半双工,同步或异步的方式进行传输。红枫派开发板搭载的GD32F303ZET6总共拥有5个串口,(USART+UART) 对于一般应用来说足够使用了。

15.2.2串口通信帧介绍

GD32F303的串口通信只需要3条线组成,分别为TX(发送线)、RX(接收线)和GND,对于两个通信结点,TX和RX需要交叉连接,如下示例:

wKgZomZBdHiABIwiAAHgknaaCew303.png

下面来介绍下串口数据帧组成。

以下为一个标准的串口通信帧:

wKgZomZBdIWACJN4AAGZCDszKEQ933.png

一个串口帧由空闲、起始位、数据位、校验位以及停止位组成,传输的数据地位在前,高位再后。

空闲:串口TX或RX数据线上没有传输任何数据时,则该线处于为空闲状态。空闲是TX和RX都是处于高电平。

起始位:占一个bit时间,标志数据起始,由一个逻辑0(低电平)的数据位表示。当发送方开始发送一帧数据时,起始位会最先发送,而对于接收方来说,检测到起始位后,即使自己的接收时钟与发送方的数据同步。

数据位:数据位紧跟在起始位之后,是通信中的真正有效信息。数据位的位数可以由通信双方共同约定,对于GD32F303来说,数据位一般只有8位。

校验位:校验位占一bit时间,GD32F303可以设置校验位为:奇校验、偶校验或无校验。校验位是为了保证通信的可靠性,如果是奇校验,需要保证传输的数据总共有奇数个逻辑高位,如果是偶校验,需要保证传输的数据总共有偶数个逻辑高位。以传输传输数据A:0x01000001为例,如果设置了奇校验,则需要在校验位传输“1”,如果是偶检验,则传输“0”。奇偶校验是由硬件处理的,当设置好校验位后,硬件会自动根据需要传输的数据自动插入校验位。

注意:GD32F303的数据位可设置为8bit和9bit两种方式,当设置了奇校验或偶校验,一定要将数据位设置为9bit;而设置了无校验时,需要将数据位设置为8bit。

停止位:它是一帧数据的结束标志,可以是1bit、1.5bit、2bit个逻辑“1”。

15.2.3串口波特率

波特率是串口通信中一个非常重要的参数,串口通信传输双方必须要设置一样的串口波特率,否则通讯就会出错。波特率可以认为是比特率,即每秒传输的位数。一般波特率可以是9600、19200、115200等等,如果设置波特率为9600,设置通信帧为1bit起始位+8bit数据帧+无校验+1bit停止位,那么每秒钟最多可以传输9600bit/10bit = 960个字节。

现在重点介绍下GD32F303串口接收器的工作原理。GD32F303串口接收器采用的是16倍过采样,即发送方发送数据后,GD32F303串口接受器都会将每个bit采样16次:

wKgaomZrn7uAGn0wAAA5hJtLtTE295.png

在默认情况下,接收器通过获取三个采样点的值来估计该位的值。如果在3个采样点中有2个或3个为0,该数据位被视为0,否则为1。如果3个采样点中有一个采样点的值与其他两个不同,不管是起始位,数据位,奇偶校验位或者停止位,都将产生噪声错误(NERR)。

15.2.4GD32F303串口设置步骤

串口设置的一般步骤为:

  1. GPIO时钟开启、串口时钟开启
  2. GPIO设置,一般发送IO需要设置为AF模式,接受IO设置为in-floating模式
  3. 串口复位
  4. 串口参数配置,主要为波特率、数据位长度、校验位设置、停止位长度
  5. 依据是否需要使用中断或DMA进行中断配置或DMA配置
  6. 使能串口
  7. 编写中断处理函数

15.3硬件设计

红枫派开发板设计了一个USB转UART功能,通过USB TypeC线将电脑和开发板连接起来,就可以进行电脑和开发板之间的串口通讯了。

wKgZomZrn8mAOLyYAAIK6BT2g0g316.png

15.4代码解析

15.4.1在driver_uart.c中定义了串口初始化函数driver_uart_init。

C
void driver_uart_init(typdef_uart_struct *uartx)
{
rcu_periph_clock_enable(uartx->rcu_uart_x);
usart_deinit(uartx->uart_x);
driver_gpio_general_init(uartx->uart_rx_gpio);
driver_gpio_general_init(uartx->uart_tx_gpio);
if(uartx->uart_mode_rx==MODE_DMA)
{
if(uartx->uart_rx_dma!=NULL)
{
driver_dma_com_init(uartx->uart_rx_dma,(uint32_t)&USART_DATA(uartx->uart_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY);
usart_interrupt_enable(uartx->uart_x,USART_INT_IDLE);
}
}

if(uartx->uart_mode_tx==MODE_DMA)
{
if(uartx->uart_tx_dma!=NULL)
{
driver_dma_com_init(uartx->uart_tx_dma,(uint32_t)&USART_DATA(uartx->uart_x),NULL,DMA_Width_8BIT,DMA_MEMORY_TO_PERIPHERAL);
}
}
usart_baudrate_set(uartx->uart_x, uartx->baudrate);
usart_receive_config(uartx->uart_x, USART_RECEIVE_ENABLE);
usart_transmit_config(uartx->uart_x, USART_TRANSMIT_ENABLE);
usart_word_length_set(uartx->uart_x, uartx->data_length);
usart_parity_config(uartx->uart_x, uartx->parity);
usart_enable(uartx->uart_x);
}

15.4.2重定向函数int fputc(int ch, FILE *f)

要使用Printf,重定向函数fputc是必须的。在C 语言标准库中,fputc函数是printf 函数内部的一个函数,功能是将字符ch写入到文件指针file所指向文件的当前写指针位置,简单理解就是把字符写入到特定文件中。我们使用USART函数重新修改fputc函数内容,达到类似“写入”的功能。

fputc定义在bsp_uart.c中

C
int fputc(int ch, FILE *f)
{
driver_uart_transmit_byte(&BOARD_UART,(uint8_t)ch);
return ch;
}

这个函数比较简单,就是调用了接口driver_uart_transmit_byte,该接口定义在driver_uart.c中:

C
Drv_Err driver_uart_transmit_byte(typdef_uart_struct *uartx,uint8_t data)
{
uint32_t timeout = driver_tick;
while(uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendState==1)
{
if((timeout+UART_TIMEOUT_MS) <= driver_tick) 
{
uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendState=0;
return DRV_ERROR;
}
}

Drv_Err uart_state=DRV_SUCCESS;
uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendSucess=0;
uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendState=1;
uart_state=driver_uart_flag_wait_timeout(uartx,USART_FLAG_TBE,SET);
usart_data_transmit(uartx->uart_x,data);
uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendSucess=1;
uartx->uart_control.Com_Flag.Bits.SendState=0;
return uart_state;
}

这段代码作用是,循环去读串口的TBE标志位,并且将待发送的数据写到串口寄存器中。

15.4.3main函数实现

串口初始化完成并定义好fputc重定向函数后,就可以通过printf函数往电脑上打印数据了。以下main函数:

C
int main(void)
{
delay_init();
bsp_uart_init(&BOARD_UART);
bsp_led_init(&LED0);
while(1)
{
delay_ms(1000);
bsp_led_toggle(&LED0);
printf("printf:system driver_tick is %lld \r\n",driver_tick);
}
}

本例程main函数首先进行了延时函数初始化,再配置开发板上的USB串口,并设置了一个LED灯用来提示代码运行。while(1)循环中先延时1s,再翻转一次LED状态,接着使用printf函数打印系统运行tick时间。

15.5实验结果

使用USB-TypeC线,连接电脑和板上USB to UART口后,配置好串口调试助手,即可看到每秒钟串口打印的数据了。

教程GD32 MCU方案商聚沃科技原创发布,了解更多GD32 MCU教程,关注聚沃科技官网

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 单片机
    +关注

    关注

    6030

    文章

    44500

    浏览量

    632240
  • 串口
    +关注

    关注

    14

    文章

    1540

    浏览量

    76095
  • 开发板
    +关注

    关注

    25

    文章

    4914

    浏览量

    97098
  • USART
    +关注

    关注

    1

    文章

    195

    浏览量

    30770
  • GD32
    +关注

    关注

    7

    文章

    403

    浏览量

    24123
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    STM32CUBEMX开发GD32F303(8)----USART收发配置

    本章STM32CUBEMX配置STM32F103,并且在GD32F303中进行开发,同时通过GD32303C_START开发板内进行验证。
    的头像 发表于 11-29 10:40 3079次阅读
    STM32CUBEMX<b class='flag-5'>开发</b><b class='flag-5'>GD32F303</b>(8)----<b class='flag-5'>USART</b>收发配置

    STM32CUBEMX开发GD32F303(9)----USART通过DMA收发

    概述 本章STM32CUBEMX配置STM32F103,并且在GD32F303中进行开发,同时通过GD32303C_START开发板内进行验
    的头像 发表于 11-29 11:15 2007次阅读
    STM32CUBEMX<b class='flag-5'>开发</b><b class='flag-5'>GD32F303</b>(9)----<b class='flag-5'>USART</b>通过DMA收发

    GD32F470紫藤开发板使用手册】第九 USART-printf打印实验

    通过本实验主要学习以下内容: 串口简介 GD32F470串口工作原理 使用printf打印信息
    的头像 发表于 05-13 10:14 1578次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F</b>470紫藤<b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第九<b class='flag-5'>讲</b>  <b class='flag-5'>USART-printf</b><b class='flag-5'>打印</b><b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303】星空介绍

    一、开发板介绍星空GD开发板是由旗点科技推出的一款GD32开发板,板载
    发表于 09-11 17:55

    【星空GD32F303开发板试用体验】开箱+环境搭建

    Watchpoint: 4Load "G:\\星空GD32F303开发板\\03 例程\\Project\\04_USART_Printf\\MDK-ARM\\output
    发表于 10-18 14:15

    【星空GD32F303开发板试用体验】开箱+环境搭建

    完全,APM32F0xx_SDK解包,到星空GD32F303开发板\03 例程\Project\04_USART_printf\MDK-A
    发表于 11-02 15:36

    星空GD32F303开发板的相关资料下载

    一、开发板介绍星空GD开发板是由旗点科技推出的一款GD32开发板,板载
    发表于 12-10 08:27

    GD32F303开发板介绍

    目录如下,持续更新~~【1】星空GD32F303开发板介绍 与 文章目录1. 串口基础概念USART数据格式一般分为启动位、数据帧、可能的奇偶校验位、停止位,如图4.34所示。启动位
    发表于 01-17 08:06

    GD32F303固件库开发

    的可以加群申请:615061293 。 GD32F303固件库开发(1)----前期准备与烧录 使用GDLINK、jlink、串口下载程序到GD芯片。 [https://blog.csdn.net
    的头像 发表于 07-27 09:27 1093次阅读
    <b class='flag-5'>GD32F303</b>固件库<b class='flag-5'>开发</b>

    GD32H757Z海棠开发板使用手册】第九 USART-printf打印实验

    通过本实验主要学习以下内容: •串口简介 •GD32H757串口工作原理 •使用printf打印信息
    的头像 发表于 05-15 11:39 608次阅读
    【<b class='flag-5'>GD</b>32H757Z海棠<b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第九<b class='flag-5'>讲</b> <b class='flag-5'>USART-printf</b><b class='flag-5'>打印</b><b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303红枫开发板使用手册】第二 GPIO-流水灯实验

    GD32F303系列MCU最多可支持 112 个通用I/O 引脚(GPIO),分别为 PA0 ~ PA15, PB0 ~ PB15, PC0 ~ PC15,PD0 ~ PD15, PE0
    的头像 发表于 05-29 10:02 1454次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F303</b><b class='flag-5'>红枫</b><b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第二<b class='flag-5'>讲</b> GPIO-流水灯<b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303红枫开发板使用手册】第三 GPIO-按键查询检测实验

    GD32F303系列MCU GPIO输入配置结构如下图所示,输入可配置上下拉电阻,通过施密特触发器后可通过备用功能输入或者通过输入状态寄存器进行读取。
    的头像 发表于 05-30 10:02 758次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F303</b><b class='flag-5'>红枫</b><b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第三<b class='flag-5'>讲</b> GPIO-按键查询检测<b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303红枫开发板使用手册】第五 FMC-片内Flash擦写读实验

    MC即Flash控制器,其提供了片上Flash操作所需要的所有功能,在GD32F303系列MCU中,Flash前256K字节空间内, CPU执行指令零等待,具有相同主频下最快的代码执行效率。FMC也
    的头像 发表于 06-02 10:05 679次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F303</b><b class='flag-5'>红枫</b><b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第五<b class='flag-5'>讲</b> FMC-片内Flash擦写读<b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303红枫开发板使用手册第十 USART-DMA串口收发实验

    在前面ADC章节中,我们介绍了DMA的工作原理,这里就不多做介绍。从GD32F303用户手册中可以查到,各串口的TX和RX分别对应DMA的不同通道,比如USART0的TX对应DMA0的通道3,而RX对应DMA0的通道4。
    的头像 发表于 06-15 09:54 938次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F303</b><b class='flag-5'>红枫</b><b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】<b class='flag-5'>第十</b>六<b class='flag-5'>讲</b> <b class='flag-5'>USART</b>-DMA串口收发<b class='flag-5'>实验</b>

    GD32F303红枫开发板使用手册】第二十 SPI-SPI NAND FLASH读写实验

    通过本实验主要学习以下内容: •SPI通信协议,参考19.2.1东方红开发板使用手册GD32F303 SPI操作方式,参考19.2.2东方红
    的头像 发表于 06-20 09:50 751次阅读
    【<b class='flag-5'>GD32F303</b><b class='flag-5'>红枫</b><b class='flag-5'>派</b><b class='flag-5'>开发板</b><b class='flag-5'>使用手册</b>】第二十<b class='flag-5'>讲</b> SPI-SPI NAND FLASH读写<b class='flag-5'>实验</b>