ARM结构体系5：串行通信（双线UART）和看门狗

在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信，串口的数据传输是以串行方式进行的，串口在数据通信中，一次只传输一个比特的数据，串行数据的传输速度用bps或波特率来描述。

常用术语：

1.单工（simplex）:仅能进行一个方向的数据传输。

2.半双工（half duplex）:数据可以在两个方向上进行传输，但这种传输绝对不能同时进行（同步）

3.全双工（full duplex）:能够在两个方向同时进行数据的传输（异步）。

我们的开发板和PC之间输出数据都是靠高低电平来实现，我们就需要约定一个串口协议，包括起始位，停止位，数据长度，校验位（奇偶校验），以及bps，通过这个协议我们通过UART进行高低电平检测达到通信传输数据的目的。

硬件流控制：

来看看实际收发数据是如何进行的，首先我们发射端和接收端缓存区工作方式需要设置为轮询或中断或DMA（内存访问，不安全），并且为了防止数据发送产生粘包现象，我们需要对发送缓存区进行判空操作，对接受缓存区进行判满操作，可以通过UTRSTAT寄存器的状态来判断。

上图就是我们传输的全过程图，我们可以再芯片手册中找到对应的寄存器进行设置，最后我会通过一个代码实例来展示。

可以看到在UTRSTAT寄存器的第1位第0位分别表示发送区和接收区的状态，通过位运算我们就可以判断当前发射区和接收区的状态，从而让CPU知道什么时候该写数据接数据。

现在我们可以通过在超级终端中输入对应的字符来控制led灯的亮和灭：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
void delay(int m)
{int i, j;for(i = 0; i < m; i++)for(j = 0; j < 256; j++);
}#define GPA1CON            *(volatile unsigned int *)0x11400020
#define ULCON           *(volatile unsigned int *)0x13820000
#define UBRDIV          *(volatile unsigned int *)0x13820028
#define UFRACVAL        *(volatile unsigned int *)0x1382002c
#define UCON            *(volatile unsigned int *)0x13820004
#define UTRSTAT         *(volatile unsigned int *)0x13820010
#define UTXH            *(volatile unsigned int *)0x13820020
#define URXH            *(volatile unsigned int *)0x13820024#define GPX2CON         *(volatile  unsigned int *)0x11000c40
#define GPX2DAT         *(volatile  unsigned int *)0x11000c44void led2_init()
{// GPX2CON = GPX2CON & 0x0fffffff | (1 << 28)GPX2CON    = GPX2CON & (~(0xf << 28)) | ( 0x1 << 28 );
}
void led2_on()
{GPX2DAT = GPX2DAT | (1 << 7);
}
void led2_off()
{GPX2DAT = GPX2DAT & (~(1 << 7));
}
void gpio_init()
{//设置GPA1_0复用 UART_2_RXD功能，GPA1_1复用 UART_2_TXD功能// GPA1CON   = GPA1CON & ( ~(0xff << 0)) | (0x2 << 0) | (0x2 << 4);GPA1CON    = GPA1CON & ( ~(0xff << 0)) | (0x22 << 0);
}
void uart_init()
{//设置串口协议：数据位(8)、停止位(1)、奇偶校验位(无)： 0000011ULCON |= 0x3;//设置波特率：115200// DIV_VAL = （PCLK_UART）/ (bps *16) -1//         = 100MHZ / (115200*16)-1//         = 100000000 / 115200/16-1//         = 53.25// UBRDIV  = 53// UFRACVAL = 0.25*16 = 4UBRDIV = 53;UFRACVAL = 4;//设置发送和接受数据的 工作模式： 中断或轮询 0101UCON = 0x05;
}
void uart_send(char ch)
{// while( UTRSTAT & (0x1 << 1) != 0x2 );while( !(UTRSTAT & (0x1 << 1)) );UTXH = ch;
}
char uart_recv()
{// while( UTRSTAT & (0x1) != 1);while( !(UTRSTAT & (0x1)));return URXH & 0xff;
}void send(char *p)
{while(*p){uart_send(*p++);}
}int myStrcmp(char *s1, char *s2)
{}int main()
{char *p = "hello world";gpio_init();uart_init();led2_init();send(p);send("\r\n");int i = 0;while(1){char buf[12] = {0};for(i = 0; i < 12; i++){buf[i] = uart_recv();if( buf[i] == ' ')break;uart_send(buf[i]);}send("\r\n");if ( myStrcmp(buf, "led_on") == 0){led2_on();} else if( myStrcmp(buf, "led_off") == 0){led2_off();}}
}

主要还是通过芯片手册找到对应的寄存器进行相应的工作模式设置！！！

看门狗

看门狗，是一个定时器电路，一般有一个输入，叫喂狗，一个输出到MCU的RST端，MCU正常工作的时候，每隔一段时间输出一个信号到喂狗段，给WDT清零，如果超过规定的时间不喂狗，WDT定时超时，就会给出一个复位信号到MCU，让MCU复位，防止MCU死机，看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。

工作原理：

在系统运行以后就启动了看门狗的计数器，看门狗就会开始自动计数，到了一定的时间还不去喂狗，那么看门狗计数器就会溢出导致看门狗中断，造成系统复位。

一般我们需要对看门狗进行设置，需要通过下面这张图的步骤：

看一段代码：这段代码详细介绍了看门狗的设置过程。

void delay(int m)
{int i, j;for(i = 0; i < m; i++)for(j = 0; j < 256; j++);
}#define GPD0CON            *(volatile  unsigned int *)0x114000a0
#define GPD0DAT         *(volatile  unsigned int *)0x114000a4
//蜂鸣器设置
void beep_init()
{GPD0CON    = GPD0CON & (~(0xf << 0)) | ( 0x1 << 0 );
}
void beep_on()
{GPD0DAT = GPD0DAT | (1 << 0);
}
void beep_off()
{GPD0DAT = GPD0DAT & (~(1 << 0));
}/***   wdt频率 = plck / 预分频 / 二分频*  定时长  = (比较寄存器值 - 计数寄存器值) / wdt频率** */#define WTCON     *(volatile unsigned int *)0x10060000
#define WTDAT       *(volatile unsigned int *)0x10060004
#define WTCNT       *(volatile unsigned int *)0x10060008void wdt_init()
{//设置预分频值 255WTCON |= 0xff << 8;//设置二分频值 128WTCON |= 0x3 << 3;//设置 WTCNT 计数寄存器值 1000WTCNT = 10000;//设置 WTDAT 数据寄存器值WTDAT = 10000;//设置 超时 产生复位信号 0x1WTCON |= 0x1;//启动 wdt的 定时器WTCON |= 1 << 5;
}int main()
{wdt_init();beep_init();while(1){//喂狗，内部自动刷新cnt寄存器//WTDAT = 10000; //只有超时触发终端的时候，向DAT寄存器写数据，会自动搬移到 CNT寄存器WTCNT = 10000;   //CNT未 溢出产生复位信号时，必须通过 CNT重新装载，才能保证不产生复位信号beep_on();delay(5);beep_off();delay(15);}
}

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