【开发教程6】疯壳·AI语音人脸识别-串口

FutureX

CC3200AI实验教程

——疯壳·开发板系列

串口

    串行接口分为异步串行接口和同步串行接口两种。异步串行接口统称为通用异步收发器（UART）接口，同步串行接口有SPI和I2C等，同步串行接口除了包含数据线外，还包含时钟线。
# ^! f8 W& P0 s  T* v4 G) G2 \2 f    本次实验中我们使用的是UART，也就是异步串行通信接口。UART的相关标准规定了接口的机械特性、电气特性和功能特性等，UART的电气特性标准包括 RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485等，其中RS-232C是最常用的串行通信标准。RS-232C是数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准，其中DTE包括微机、微控制器和打印机等，DCE包括调制解调器MODEM、GSM模块和Wi-Fi模块灯。       
    RS-232C机械特性规定使用25针D型连接器，后来简化为9针D型连接器。RS-232C的电气特性采用负逻辑：逻辑“1”的电平低于-3V，逻辑“0”的电平高于+3V，这个TTL的正逻辑（逻辑“1”表示高电平，逻辑“0”表示低电平）不同，因此通过RS-232C和TTL器件通信时必须进行电平转换。
    目前微控制器的UART接口采用的是TTL正逻辑，和TTL器件连接不需要电平转换。和采用负逻辑的计算机相连接时需要进行电平转换（我们一般使用USB转串模块）。
    CC3200包含两个可编程UART接口（UARTA0~1），主要特性如下：
+ @7 |5 P6 f% y. j    a、可编程的波特率发生器，允许速度高达3Mbps；
    b、独立的16*8发送和接口FIFO，减轻CPU中断处理负载；
5 j  A6 q# P4 ~1 n' `' g' r" N' ~    c、可编程FIFO长度，包括提供传统双缓冲接口的单字节操作；
# C% J& D" j6 D* h7 d    d、FIFO触发阈值包括1/8、1/4、1/2、3/4和7/8；
  e- d  T5 }" G- T    e、标准的异步通信起始、停止和奇偶校验位。
    CC3200的UART接口具有以下可编程串行接口特性：
    a、可编程的5、6、7或8位数据；
    b、偶、奇或无校验生成/检测；
) J! O- }2 O& c% V. Z9 o2 [    c、1或2个停止位生成；
    d、支持RTS和CTS调制解调器握手；
% n2 t* }' P/ Y$ D, M* t    e、标准的FIFO阈值中断和传输结束中断。
/ V) U' W7 f* h, Q3 ^. l7 J1 r    CC3200的UART支持DMA，使用DMA可实现高效传输，UART具有单独的DMA发送和接收通道。支持当FIFO中有数据的单个请求接收和可编程FIFO阈值的突发请求接收以及FIFO中有空间的单个请求发送和可编程FIFO阈值的突发请求发送。
6 y4 P  q! P6 \: G$ S; c    1.1寄存器
3 u3 g1 @" R5 P! t8 R9 p    UARTDR为数据寄存器（也是FIFOs的接口）。
9 R1 D' s! C- }$ Q% U+ X9 d0 ?    在发送数据时，如果FIFO使能了，则写入该寄存器的数据会发送到发送FIFO 中。如果FIFO关闭，数据会被存储在发送保持寄存器中（发送FIFO最低一个字）。写该寄存器意味着通过串口发送。
. g; T% c7 J: z0 {3 |$ _  b    在接收数据时，如果FIFO使能了，数据字节和4位状态位被发送到12位宽的接收FIFO中。如果FIFO关闭，数据字节和状态被存储在接收保持寄存器中（接收FIFO中的最低一个字）。可以通过读取该寄存器来获取接收数据。如图1.0.1所示为UARTDR寄存器，如图1.0.2为其位定义。
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    图1.0.1 UARTDR寄存器

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1 g+ I, h) }) i/ L9 S    图1.0.2 UARTDR寄存器位定义
    UARTRSR_UARTECR是接收状态寄存器/错误清除寄存器。除了UARTDR寄存器之外，接收的状态位也可以通过UARTRSR寄存器获取。如果从该寄存器读取状态信息，则状态信息对应与在读取UARTRSR寄存器之前的UARTDR的状态信息。当有溢出条件发生时，状态位中的溢出标志位会立刻被置位。UARTRSR寄存器不能被写。写任何值到寄存器UARTECR中将会清除帧、校验、打断和溢出错误。复位会清零所有的位。如图1.0.3所示为UARTRSR_UARTECR寄存器，如图1.0.4为其位定义。

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    图1.0.3 UARTRSR_UARTECR寄存器

   
0 ?7 X% I  j: ]# ^! v    图1.0.4 UARTRSR_UARTECR寄存器位定义
    UARTFR为标志寄存器。在复位之后，TXFF、RXFF和BUSY标志位为0，TXFE 和RXFE位为1。RI和CTS位指示调制解调器的控制流和状态。这里需要注意的是，调制解调位只在UART1中有效，在UART0中是保留位。如图1.0.5所示为UARTFR，图1.0.6为其位定义。
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    图1.0.5 UARTFR寄存器
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1 L8 O" Z0 m7 ~- \    图1.0.6 UARTFR寄存器位定义
    UARTIBRD寄存器是波特率除数的整数部分。复位之后所有的位被清零。最小值为1（当UARTIBRD为0时），此时UARTFBRD寄存器无效。当改变UARTIBRD 寄存器时，只有在当前的字节传输完成之后才生效。波特率除数的任何改变都必须在写UARTLCRH寄存器之后。如图1.0.7所示为UARTIBRD寄存器。
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% S5 Q; o" x, R    图1.0.7 UARTIBRD寄存器
    UARTFBRD寄存器是波特率除数的小数部分。复位之后所有的位被清零。当修改UARTFBRD寄存器的值时，只有在当前字节发送或者接收完成之后才会有效。波特率除数的任何改变都必须在写UARTLCRH寄存器之后。如图1.0.8所示为UARTFBRD寄存器。

   
( i$ ?3 F' \; q2 I5 \0 i7 m- p    图1.0.8 UARTFBRD寄存器
; `3 g2 L6 H4 h4 y% w$ ]2 ]/ G    UARTLCRH寄存器是线控制寄存器。该寄存器控制串口的数据长度、校验和停止位的选择。当更新波特率除数寄存器的时候，必须也要重写该寄存器。因为波特率除数寄存器的写选通信号和该寄存器是连接在一起的。如图1.0.9所示为UARTLCRH寄存器，图1.1.0为其位定义。
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+ |$ m7 [) \& g# Z. `! u    图1.0.9 UARTLCRH寄存器


   
% i* [9 o" O; S* p, d' M, A  _    图1.1.0 UARTLCRH寄存器位定义
  P5 \0 g/ z4 \# ^$ ?0 z/ x( u    UARTCTL是控制寄存器。在复位之后，除了发送和接收使能位之外，其它位都被清零。UARTEN位用于使能UART模块。在配置串口模块时必须将该位清零。如果在串口进行发送或者接收的操作时关闭串口模块功能，则在完成当前发送或者接收操作之后才关闭。如图1.1.1所示为UARTCTL寄存器，如图1.1.2为其位定义。
    注意：在UART使能的状态下，UARTCTL寄存器不能被改变，否则结果是无法预测的。修改UARTCTL寄存器时建议按照下面的操作进行：
    1、关闭UART；
& C3 J3 Z( f" W0 k% f$ j3 z; e. q    2、等待当前字节的发送或者接收操作完成；
    3、通过清零UARTLCRH寄存器中的FEN位来清除发送FIFO；
9 f8 T7 P# P# f- E    4、重新写控制寄存器；
    5、使能UART模块。

   
    图1.1.1 UARTCTL寄存器

   
3 Q" @5 I  t6 Z/ ^    图1.1.2 UARTCTL寄存器位定义
    UARTIFLS是选择FIFO产生中断阈值的寄存器。可以使用该寄存器来定义FIFO的阈值，同时UARTRIS寄存器中的TXRIS和RXRIS位被触发。产生中断是基于一个发送操作超过阈值而不是等于阈值。也就是说FIFO中的数据超过规定的阈值之后才会产生中断。例如，如果接收的触发阈值设置为一般（8字节），那么在串口模块接收到第9个字节的时候才会产生中断。在复位之后，TXIFLSEL和RXIFLSEL位被配置，所以FIFOs在接收一半时触发中断。如图1.1.3所示为UARTRIS寄存器及其位定义。

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& J' A( _; w) E    图1.1.3 UARTIFLS及其位定义
& i" i$ ^. e+ n1 w% Z* r    UARTIM是中断掩码置位/清零寄存器。读取该寄存器则获得当前中断的掩码值。进行置位时，对应的中断将被发送到中断控制器。清零操作则对应的中断不会被发送到中断控制器。如图1.1.4所示为UARTIM寄存器，如图1.1.5为其位定义。

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1 i5 U6 @+ b1 s) G1 u. O/ j    图1.1.4 UARTIM寄存器

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    图1.1.5 UARTIM寄存器位定义
    UARTRIS是源中断状态寄存器。可以读取到当前中断源。写操作无效，如图1.1.6所示为UARTRIS寄存器，如图1.1.7为其位定义。
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    图1.1.6 UARTRIS寄存器
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9 T/ U1 f( j9 c    图1.1.7 UARTRIS寄存器位定义
9 A* O' U5 P) a    UARTMIS是中断掩码状态寄存器。读该寄存器获取对应中断的掩码值。写操作无效。如图1.1.8所示为UARTMIS寄存器，如图1.1.9为其位定义。
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% q( N! d, F  U    图1.1.8 UARTMIS寄存器
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    图1.1.9 UARTMIS寄存器位定义
    UARTICR是中断清零寄存器。置位则对应的中断被清除（清除中断源寄存器和中断掩码寄存器中对应的位），清零操作无效。如图1.2.0所示是为UARTICR寄存器，如图1.2.1为其位定义。

   
    图1.2.0 UARTICR寄存器

   
$ |! d; {! [7 Z. u9 w    图1.2.1 UARTICR寄存器位定义
  k! D2 l, v0 V9 q  l    UARTDMACTL是DMA控制寄存器。如图1.2.2所示为UARTDMACTL寄存器及其位定义。

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) g' ^( [$ i6 c* W8 F    图1.2.2 UARTDMACTL寄存器及其位定义
' Y/ M2 a( }3 `    1.2实验现象
3 I5 s1 A7 |. u, p% y    打开CC3200_Uart_Demo文件夹里的工程，该工程主要是把CC3200的UARTA0的波特率为115200bps，8位数据位，1个停止位，无奇偶校验位，如图1.2.3所示。

   
    图1.2.3 串口参数设置
    当串口接收到数据后，把接收到的数据再通过串口发送出去，编译工程，打开Uniflash，把bin文件下载到CC3200板子上（具体步骤请参考GPIO小节）。
    把“CH340G_VCC”和串口选择的第一个“RXD”和第二个“TXD”拨码开关均拨到“ON”。
7 w& t3 p9 d' ^2 v! Q    插上USB数据线接到电脑，打开串口助手，选择串口号，波特率设置为115200bps，按下板子的复位可见串口打印，如图1.2.4所示。
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9 x3 k/ Y* k4 r4 Y    图1.2.4 复位时串口打印
+ A' H: i5 N9 T8 s    在发送框内输入疯壳的网址，点击发送，串口助手收到CC3200的回传，如图1.2.5所示。
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2 @, m$ e  D% A9 C, n1 @5 k1 e    图1.2.5 串口助手收到回传
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2022-8-3 14:15 上传

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