一、串口通信原理

1.什么是UART

UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发器
一种常用也是最简单的串行数据传输协议。数据线只需要两根就可以实现全双工。
Tx:发送数据线
Rx:接收数据线
A B
Tx <-----------> Rx
Rx <-----------> Tx
GND<-----------> GND

2.上位机与下位机

模块之间的通信,根据其在系统中的功能与作用可分为上位机与下位机。

上位机：
把处理性能强的计算机称为上位机。数据的统一处理都在上位机完成。

下位机：
把数据采集和发送的终端，处理性能单一的计算机，称为下位机。

一般一个上位机会对应多个下位机，这种模式可以使数据处理的更加全面，同时也大大降低成本。

3.UART数据帧

UART protocol 串口协议
串口发送和接收数据是以帧为单位，Frame

1帧(Frame) = 1start bit(起始位) + 5~9bits数据位 + 0/1bit校验位 + stop bits(0.5,1,1.5)停止位
起始位：一个周期的低电平
数据位：5~9bits数据位，具体是多少bits，需要双方协商，并且传送先传送最低位(LSB)
校验位：0bit：没有校验1bit：有校验奇校验：数据位+校验位的这一段数据里的1的个数是奇数。偶校验：数据位+校验位的这一段数据里的1的个数是偶数。
停止位：高电平1个停止位Baudrate(波特率):传输速率，即没一个秒传输了多少个bit位48009600115200bps: bits per second

二、串口配置

1. 串口初始化相关的结构体halUARTCfg_t

typedef struct
{bool                configured;//是否设置串口uint8               baudRate; //波特率设置bool                flowControl;//控制流设置uint16              flowControlThreshold;//RX缓存安全字节数(了解)uint8               idleTimeout;//RX来数据超时时间(了解)halUARTBufControl_t rx;//接收数据长度halUARTBufControl_t tx;//发送数据长度bool                intEnable;//中断使能uint32              rxChRvdTime;//接收数据时间halUARTCBack_t      callBackFunc;//回调函数
}halUARTCfg_t;

2. 串口初始化示例

static void InitUart(void)
{halUARTCfg_t   uartConfig;uartConfig.configured           = TRUE;  //uartConfig.baudRate             = HAL_UART_BR_38400;uartConfig.flowControl          = FALSE;uartConfig.flowControlThreshold = 64; uartConfig.rx.maxBufSize        = 128;  uartConfig.tx.maxBufSize        = 128;  uartConfig.idleTimeout          = 6;    uartConfig.intEnable            = TRUE;                uartConfig.callBackFunc         = SerialApp_CallBack;   HalUARTOpen (SERIAL_APP_PORT, &uartConfig);
}

3.串口实现

串口的读操作函数为HalUARTRead()，主要功能是读取上位机通过串口发送至设备节点的数据。

uint16 HalUARTRead(uint8 port, uint8 *buf, uint16 len)
@port：串口端口的设置，可以设置为串口0或串口1；
@buf：数据缓冲区；
@len：数据长度。
返回值:实际成功读取的字节数

串口的读操作函数为HalUARTRead()，主要功能是读取上位机通过串口发送至设备节点的数据。

uint16 HalUARTRead(uint8 port, uint8 *buf, uint16 len)
{#if (HAL_UART_DMA == 1)if (port == HAL_UART_PORT_0)  return HalUARTReadDMA(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_DMA == 2)if (port == HAL_UART_PORT_1)  return HalUARTReadDMA(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_ISR == 1)if (port == HAL_UART_PORT_0)  return HalUARTReadISR(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_ISR == 2)if (port == HAL_UART_PORT_1)  return HalUARTReadISR(buf, len);
#endif#if HAL_UART_USBreturn HalUARTRx(buf, len);
#elsereturn 0;
#endif
}

串口的写操作函数为HalUARTWrite()，主要功能是实现向上位机或其他设备通过串口发送数据。
uint16 HalUARTWrite(uint8 port, uint8 *buf, uint16 len)
@port：串口端口的设置，可以设置为串口0或串口1；
@buf：数据缓冲区；
@len：数据长度。
返回值:实际成功发送的字节数

uint16 HalUARTWrite(uint8 port, uint8 *buf, uint16 len)
{
#if (HAL_UART_DMA == 1)if (port == HAL_UART_PORT_0)  return HalUARTWriteDMA(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_DMA == 2)if (port == HAL_UART_PORT_1)  return HalUARTWriteDMA(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_ISR == 1)if (port == HAL_UART_PORT_0)  return HalUARTWriteISR(buf, len);
#endif
#if (HAL_UART_ISR == 2)if (port == HAL_UART_PORT_1)  return HalUARTWriteISR(buf, len);
#endif#if HAL_UART_USBHalUARTTx(buf, len);return len;
#elsereturn 0;
#endif
}

三、程序设计

void SerialApp_CallBack(uint8 port, uint8 event)   //接收数据会触发
{unsigned char buf[32]={0};HalUARTRead(HAL_UART_PORT_0,buf,32);if(strcmp((char*)buf,"hello") == 0){led_ctrl(LED0,LED_ON);led_ctrl(LED1,LED_ON);}else if(strcmp((char*)buf,"byebye") == 0){led_ctrl(LED0,LED_OFF);led_ctrl(LED1,LED_OFF);}}static void InitUart(void)
{halUARTCfg_t   uartConfig;uartConfig.configured           = TRUE;  uartConfig.baudRate             = HAL_UART_BR_9600; //设置波特率uartConfig.flowControl          = FALSE;uartConfig.flowControlThreshold = 64; uartConfig.rx.maxBufSize        = 128;  uartConfig.tx.maxBufSize        = 128;  uartConfig.idleTimeout          = 6;    uartConfig.intEnable            = TRUE;                uartConfig.callBackFunc         = SerialApp_CallBack;  //设置回调函数 HalUARTOpen (HAL_UART_PORT_0, &uartConfig);
}if ( events & GENERICAPP_MY_EVT1 ) //事件{//事件要做的事P1_0 = !P1_0;P1_1 = !P1_1;unsigned char str[32]={"hello,are you ok?\r\n"};HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_0,str,strlen((char *)str));unsigned char temp[32];if(Start_DHT11() == 1)   //读取dht11数据{sprintf(temp,"temperature:%d,humidity:%d\r\n",temperature,humidity);HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_0,temp,strlen((char *)temp));}else{HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_0,"error\r\n",strlen("error\r\n"));}return (events ^ GENERICAPP_MY_EVT1);}

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