本帖最后由 lulugl 于 2024-3-1 21:27 编辑

【前言】
GD32H759拥有最多8个通用同步异步收发器（USART），其中USART0、USART5是挂载在APB2总线上，而其余6个是挂载在APB1总线之上。具体见下如：
image.png
根据开发板原理图，USART0通过PA9、PA10的端口接到了板载的CH340上面，可以用来打印参数等。其原理图如下：
image.png
因此，从USART0进行试用。
【工程以及具体配置】
1、在工程中，在bsp下面新建uart.h、uart.c,用于uart的业务。
由于要开启UART总线时钟，在lugl_gd32h7xx.h头文件中定时RCU_APB2EN的地址：
//APB2EN 串口挂载在  APB2 使能寄存器（RCU_APB2EN）偏移 0x44
  • #define LU_RCU_APB2EN  (*(volatile uint32_t *)(uint32_t)(0x58024444))
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    2、在uart.c中新建串口初始化配置函数，首先要确一下，IO复用为哪一个线，经查数据手册表2-5，可以看到使用AF7，来选择USART0
    image.png
    3、在PIN9、PIN10，备用选择寄存器为GPIOx_AFSEL1，偏移地址为：0x24，因此在lugl_gd32h7xx.h中定义：
    #define LU_GPIOA_AFSEL1 (*(volatile uint32_t *)(uint32_t)0x58020024)
    配置为：
    //配置 GPIOA9、10复用模式。为输出高速上拉，
  •         LU_GPIOA_AFSEL1 &= ~((uint32_t)0b1111<<4);
  •         LU_GPIOA_AFSEL1 |= ((uint32_t)0b0111<<4);
  •         
  •         LU_GPIOA_AFSEL1 &= ~((uint32_t)0b1111<<8);
  •         LU_GPIOA_AFSEL1 |= ((uint32_t)0b0111<<8);
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    //APB2EN 串口挂载在  APB2 使能寄存器（RCU_APB2EN）偏移 0x44
    #define LU_RCU_APB2EN  (*(volatile uint32_t *)(uint32_t)(0x58024444))
    //打开USART0总线时钟
  •         LU_RCU_APB2EN |= ((uint32_t)0x01 << 4);
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    然后配置GPIO的AF复用，PA9 为推挽输出，上拉，60M速度
    LU_GPIOA_CTL &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*9));
  •         LU_GPIOA_CTL |= ((uint32_t)0b10<<(2U*9)); //10
  •         LU_GPIOA_OMODE &= ~((uint32_t)0x01<<9);  //0输出模式  输出推挽模式（复位值）
  •         LU_GPIOA_OSPD  &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*9)); //清零
  •         LU_GPIOA_OSPD  |= ((uint32_t)0b01<<(2U*9));  //01：输出最大速度60M
  •         LU_GPIOA_PUD   &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*9)); //清零
  •         LU_GPIOA_PUD   |= ((uint32_t)0b01<<(2U*9));  //01：端口上拉模式
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    PA10 为输入，上拉，60M速度
    LU_GPIOA_CTL &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*10)); //
  •         LU_GPIOA_CTL |= ((uint32_t)0b10<<(2U*9));
  •         LU_GPIOA_OSPD  &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*9)); //清零
  •         LU_GPIOA_OSPD  |= ((uint32_t)0b01<<(2U*9));  //01：最大速度60M
  •         LU_GPIOA_PUD   &= ~((uint32_t)0b11<<(2U*9)); //清零
  •         LU_GPIOA_PUD   |= ((uint32_t)0b01<<(2U*9));  //01：端口上拉模式
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    4、接着配置USART0
    1）首先重置USART0，经学习官方示例，他就是先开启睡眠模式，然后关闭，代码如下：
    /* 关闭睡眠时钟使能  USART0SPEN 在睡眠模式下 USART0 时钟使能
  •                         由软件置位或复位
  •                         0：关闭在睡眠模式下 USART0 时钟
  •                 1：开启在睡眠模式下 USART0 时钟  
  •                         4bit
  •                         */
  •         LU_RCU_ADDAPB2SPEN |= ((uint32_t)0x01<<4U);
  •         LU_RCU_ADDAPB2SPEN &= ~((uint32_t)0x01<<4U);
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    2）从数据手册与开发指南上的描述，如果配置USART_CTL0、USART_CTL1时，如果UEN位为1是不能被写入的，所以，首先要向USART_CTL0的UEN位写0，才能继续配置：
         /* 关闭USART */
  •                         /*
  •                         USART使能
  •                                 0：USART预分频器和输出禁用
  •                                 1：USART预分频器和输出被使能        
  •                         */
  •     LU_USART0_CTL0 &= ~((uint32_t)0x01<<0);  
    • 复制代码
    3）首先定义数据长度，长度由USART_CTL0的WL1与WL0组合来实现，在数据手册上写明了如下图所示：
    image.png
    因此我位配置代码如下：
        LU_USART0_CTL0 &= ~(((uint32_t)0x01<<12) | ((uint32_t)0x01<<28));  //定义为00 即8数据位
  •     /* configure USART word length */
  •     LU_USART0_CTL0 |= (((uint32_t)0x00<<12) | ((uint32_t)0x00<<28));  //8bit为00
    • 复制代码
    4）接着配置停止位，该寄存器为USART_CTL1的第【13：12】位，描述如下：
    image.png
    我们配置为1位停止位时，给这两个BIT写0x00,代码如下：
      LU_USART0_CTL1 &=  ~((uint32_t)0b11<<12);   //请除【13：12】位 STB
  •                 LU_USART0_CTL1 |=  ((uint32_t)0b00<<12);    // STOP位长 00：1停止位
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    5）波特率设置，由于波特率计算比较复杂，而且需要用到RCU获取APB2的频率等，我这里直接计算出波特率设轩为0x00000A2C，代码下：
      //设置波特率 这里定为115200 总线频率为300M，先不计算先，写死0x00000A2C
  •                 LU_USART0_BAUD = 0x00000A2C;
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    6）接下来，设置接收、发送使能位，并打开EN位：
      LU_USART0_CTL0 &= ~((uint32_t)0x01<<2);   //先清除REN 位
  •                 LU_USART0_CTL0 |= ((uint32_t)0x01<<2);    //接收使能
  •                
  •                 LU_USART0_CTL0 &= ~((uint32_t)0x01<<3);   //先清除REN 位
  •                 LU_USART0_CTL0 |= ((uint32_t)0x01<<3);    //接收使能
  •                 LU_USART0_CTL0 |= 0x01;                   //1：USART预分频器和输出被使能
    • 复制代码
    到此就成功的配置好了USART0。工程中如果需要修改波特率，只需要修改波特率寄存器就行了。
    5、接着编写串口阻塞式的发送一个Byte的函数，非常简单，就是往USART0_TDATA的[9:0]位写入需要发送的数据就行了。
    void usart0_data_transmit(uint16_t data)
  • {
  •     LU_USART0_TDATA = ((uint32_t)0x3FF & (uint32_t)data);  //0-9位
  • }
    • 复制代码
    6、为了实现printf，需要编写重定身函数，函数中，我们需要查找USART0的状态寄存器USART_STAT的TC位，阻塞等这个位的出现。当然这个位，我们只需要读取，就对他实现清除标志位：
    /* retarget the C library printf function to the USART */
  • int fputc(int ch, FILE *f)
  • {
  •     usart0_data_transmit((uint8_t)ch);
  •     while(RESET == ((LU_USART0_STAT >>6) & 0x01));
  •     return ch;
  • }
    • 复制代码
    7、当然还要打开keil的选项：
    image.png
    【实现效果】
    当然配置好后，需要进行验证，在TobudOS的工程中，添加uart.c进来，并在任务中添回printf，其任务函数如下：
    void test_task(void *Parameter)
  • {
  •         while(1)
  •         {
  •                 TG_LED1;
  •                 printf("\r\ntask1\r\n\r\n");
  •                 tos_task_delay(2000);
  •         }
  • }

  • void led_task_entry(void *Parameter)
  • {

  •         while(1)
  •         {
  •                 TG_LED2;
  •                 printf("\r\ntask2\r\n\r\n");
  •                 tos_task_delay(500);
  •                
  •         }
  •         

  • }
    • 复制代码
    在串品助手中，可以看到如所设计的一样使用printf打印出来的字符串：
    image.png

    【总结】
    经过一天的学习，熟悉了USART0的几个普通寄存器，以及相关的配置与应用，并成功的编写好了应用，实现了printf。
    使用寄存器配置，相比库函数，代码要简洁，运行速度也要快！
      附：基于TobudOS的工程源码： GD32H759_tobudos_uart.zip (877.64 KB, 下载次数: 0)
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