TM4C123系列（四）———

一.实验简介

使用TM4C123的串口通信功能实现单片机与PC端通信。

二.UART介绍

TM4C123有八个串口，其中UART0已经与USB集成，UART0建议只用来和PC端通信，不要与外界通信。

除此之外，与STM32不同，TM4的每个串口还都有两个FIFO，一个用来接收，一个用来发送，所谓FIFO也就是数据缓存区，对于接收的FIFO就是PC端传输数据到FIFO中，FIFO再传给单片机处理；对于发送的FIFO就是单片机先将数据存放在FIFO，然后FIFO再将数据发送给PC端。

通过设置FIFO深度来触发中断，FIFO的数据深度有1/8，1/4，1/2，3/4，7/8五种，比如，设置接收FIFIO深度为1/8，那么就是FIFO中装入了16*1/8=2字节时触发中断，如果不用FIFO，那么每接收一个字节都要触发一次中断，导致频繁的进入中断，而使用FIFO以后，将先把一定量的数据存入FIFO中，到达设置的FIFO深度后再触发中断，然后将这些数据一起处理，减少了进入中断的次数，而且更加高效。

FIFO可以设置以下的模式：

//! - \b UART_INT_9BIT - 9-bit Address Match interrupt
//! - \b UART_INT_OE - Overrun Error interrupt
//! - \b UART_INT_BE - Break Error interrupt
//! - \b UART_INT_PE - Parity Error interrupt
//! - \b UART_INT_FE - Framing Error interrupt
//! - \b UART_INT_RT - Receive Timeout interrupt
//! - \b UART_INT_TX - Transmit interrupt
//! - \b UART_INT_RX - Receive interrupt
//! - \b UART_INT_DSR - DSR interrupt
//! - \b UART_INT_DCD - DCD interrupt
//! - \b UART_INT_CTS - CTS interrupt
//! - \b UART_INT_RI - RI interrupt

经常用的有发送，接收，接收超时这几种，发送和接收不用多说。对于接收超时中断来说，要是没有接收超时中断，接收的字节数如果没有到达设置的FIFO深度，那么中断将不会触发，这些数据将得不到有效处理，但是要是有超时中断，如果接收的字节数未到触发深度但是已经没有别的数据可以接受，那么在不超过三个数据的接收时间就会触发超时中断，数据将会照常处理。

三.原理图

或者也可以在Tiva C Series PinMux中查看，链接在上一篇中有。(11条消息) TM4C123系列（三）————PWM输出_G.883的博客-CSDN博客

四.相关函数

没有注明作用的函数请看我之前的文章有写

1.SysCtlClockSet(uint32_t ui32Config)

2.SysCtlPeripheralEnable(uint32_t ui32Peripheral)

3.GPIOPinConfigure(uint32_t ui32PinConfig)

4.GPIOPinTypeUART(uint32_t ui32Port, uint8_t ui8Pins)

5.UARTClockSourceSet(uint32_t ui32Base, uint32_t ui32Source)

参数：uint32_t ui32Base为串口基地址，uint32_t ui32Source为串口的波特时钟源一般为UART_CLOCK_PIOSC是16MHz

作用：为指定的UART设置波特时钟源

6.UARTStdioConfig(uint32_t ui32PortNum, uint32_t ui32Baud, uint32_t ui32SrcClock)

参数：uint32_t ui32PortNum为串口编号，即0，1，2····，uint32_t ui32Baud为波特率，uint32_t ui32SrcClock为UART的源时钟频率(launchpad上为16MHz，所以这个数为16000000)

7.UARTprintf(const char *pcString, ...)

参数：const char *pcString为要显示的字符串， ...为显示的变量。

作用：与printf的作用和使用格式一样，例如a=10，UARTprintf(“a=%d”, a)

8.UARTConfigSetExpClk(uint32_t ui32Base, uint32_t ui32UARTClk,uint32_t ui32Baud, uint32_t ui32Config)

参数：uint32_t ui32Base为串口基地址，uint32_t ui32UARTClk为提供给UART的时钟频率，通过SysCtlClockGet()函数可以得到，通过uint32_t ui32Config来配置串口的字长，校验位，停止位

作用：配置串口参数

9.UARTCharPut(uint32_t ui32Base, unsigned char ucData)

参数：uint32_t ui32Base为串口基地址，unsigned char ucData为单个字符

作用：打印输出单个字符

####注意配置串口时，要将5，6，7搭配使用；8，9搭配使用；5，6，7和8，9都可以用来配置一个串口，但是不能同时配置同一个串口，也就是不能混用。并且注意5，6，7搭配使用只能用于串口0到串口2，而8，9搭配使用时可以用于所有串口。

10.UARTFIFOEnable(uint32_t ui32Base)

参数：ui32Base为串口基地址

作用：使能FIFO

11.UARTFIFOLevelSet(uint32_t ui32Base, uint32_t ui32TxLevel,uint32_t ui32RxLevel)

参数：ui32Base为串口基地址，ui32TxLevel发送FIFO的深度，ui32RxLevel为接收FIFO的深度

作用：配置接收与发送的FIFO

12.UARTIntEnable(uint32_t ui32Base, uint32_t ui32IntFlags)

参数：ui32Base为串口基地址，ui32IntFlags为中断模式

作用：设置对应串口中断模式

13.UARTIntRegister(uint32_t ui32Base, void (*pfnHandler)(void))

14.IntPrioritySet(uint32_t ui32Interrupt, uint8_t ui8Priority)

参数：ui32Interrupt为中断外设，ui8Priority为中断优先级从0x0到0xE0，0x0优先级最高

15.IntEnable(uint32_t ui32Interrupt)

16.IntMasterEnable()

这两个不懂什么去别的可以去看我之前的文章

17.UARTIntStatus(uint32_t ui32Base, bool bMasked)

18.UARTIntClear(uint32_t ui32Base, uint32_t ui32IntFlags)

19.UARTCharsAvail(uint32_t ui32Base)

参数：ui32Base为串口基地址

作用：判断缓存区是否有字符存在，如果有的话为true，没有直接返回false

20.UARTCharGetNonBlocking(uint32_t ui32Base)

参数：ui32Base为串口基地址

作用：从指定的串口FIFO接收一个字符，NonBlocking指如果没有字符不等待直接返回-1

21.UARTCharPutNonBlocking(uint32_t ui32Base, unsigned char ucData)

参数：ui32Base为串口基地址，ucData为发送的单个字符

作用：从指定的串口FIFO发送一个字符，如果没有字符发送不等待直接返回-1

对应20与21还有一对函数，UARTCharPut与UARTCharGet，与20和21的区别就是这两个函数如果FIFO中没有数据，他会等待有数据在接收，而NonBlocking不等待

22.UARTEnable(uint32_t ui32Base)

参数：ui32Base为串口基地址

作用：使能串口

五.代码

usart.c
#include "uart.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
#include "hw_memmap.h"
#include "pin_map.h"
#include "uartstdio.h"
#include "sysctl.h"
#include "hw_ints.h"
void USART0_IRQHandler(void);
void USART_Config(void)
{//使能外设SysCtlPeripheralEnable( SYSCTL_PERIPH_GPIOA);SysCtlPeripheralEnable( SYSCTL_PERIPH_UART0);//使能复用GPIOPinConfigure( GPIO_PA0_U0RX);GPIOPinConfigure( GPIO_PA1_U0TX);//分配信号GPIOPinTypeUART( GPIO_PORTA_BASE,  GPIO_PIN_0);GPIOPinTypeUART( GPIO_PORTA_BASE,  GPIO_PIN_1);/*搭配UARTprintf使用*///设置串口0的时钟为UART_CLOCK_PIOSC
//  UARTClockSourceSet( UART0_BASE,  UART_CLOCK_PIOSC);//设置串口0波特率与波特时钟
//  UARTStdioConfig( 0,  115200,
//                             16000000);/*与UARTCharPut，UARTCharPutNonBlocking等搭配使用*///配置串口0波特率与校验位，停止位，字长等UARTConfigSetExpClk( UART0_BASE,  SysCtlClockGet(),115200,  UART_CONFIG_WLEN_8|UART_CONFIG_STOP_ONE|UART_CONFIG_PAR_NONE);//使能FIFOUARTFIFOEnable( UART0_BASE);//接收发送的FIFO都为1/4，也就是16*1/4=4个字节UARTFIFOLevelSet( UART0_BASE,  UART_FIFO_TX2_8,UART_FIFO_RX2_8);//使能串口的接收与接收超时中断UARTIntEnable( UART0_BASE,  UART_INT_RX|UART_INT_RT);//注册中断函数UARTIntRegister( UART0_BASE, USART0_IRQHandler);//设置中断优先级IntPrioritySet( INT_UART0,  0);//开启中断IntEnable( INT_UART0);IntMasterEnable();//使能串口UARTEnable( UART0_BASE);
}
void USART0_IRQHandler(void)
{uint32_t re_buf;//读取中断状态uint32_t status=UARTIntStatus( UART0_BASE,  true);//清除中断标志位UARTIntClear( UART0_BASE,  status);//判断UART0有没有字符未读取while(UARTCharsAvail( UART0_BASE)){//如果有字符为读取就取出，使用UARTCharGetNonBlocking防止等待re_buf=UARTCharGetNonBlocking( UART0_BASE);//将读取出的字符再发送UARTCharPutNonBlocking( UART0_BASE, re_buf);}
}

usart.h
#ifndef __USART_H
#define __USART_H
void USART_Config(void);
void USART0_IRQHandler(void);
#endif

main.c
#include "tm4c123gh6pm.h"
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include "inc/hw_sysctl.h"
#include "inc/hw_gpio.h"
#include "inc/hw_memmap.h"
#include "driverlib/gpio.h"
#include "driverlib/sysctl.h"
#include "uartstdio.h"
void main(void)
{SysCtlClockSet( SYSCTL_SYSDIV_5|SYSCTL_USE_PLL|SYSCTL_XTAL_16MHZ|SYSCTL_OSC_MAIN);USART_Config();while(1){}
}

注意：在此代码中我设置的是接收和接收超时中断两个UARTIntEnable( UART0_BASE, UART_INT_RX|UART_INT_RT)，并且深度都为4个字节，对于英文正好一个英文是一个字节，因为我设置了接收超时中断，所以不管我怎么样发送，都可以正常接收。

但是如果我关闭了接收超时中断

可以发现接收的时候少发送了一个g，那是因为前面十二个字符四个四个一组触发中断，最后单着一个g在FIFO中无法触发中断，所以发不回来。

可以看到如果我再发送aaaa，加上之前的FIFO缓存区的g够了四个就触发中断，之前的g可以发回来，这就是超时中断的作用。

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