18.5.2

軟件設計

18.5.2.1

新建工程

因為本章節(jié)的UART相關實驗例程需要用到板子上的LED功能，因此我們可以直接以前面的“11_GPIO_LED”工程為基礎進行修改。

對于e2studio開發(fā)環(huán)境：拷貝一份我們之前的e2s工程模板“11_GPIO_LED”，然后將工程文件夾重命名為“19_UART_Receive_Send”，最后再將它導入到我們的e2studio工作空間中。

對于Keil開發(fā)環(huán)境：拷貝一份我們之前的Keil工程模板“11_GPIO_LED”，然后將工程文件夾重命名為“19_UART_Receive_Send”，并進入該文件夾里面雙擊Keil工程文件，打開該工程。

工程新建好之后，在工程根目錄的“src”文件夾下面新建“debug_uart”文件夾，再進入“debug_uart”文件夾里面新建源文件和頭文件：“bsp_debug_uart.c”和“bsp_debug_uart.h”。工程文件結構如下。

列表1：文件結構

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19_UART_Receive_Send
├─ ......
└─src
├─ led
│ ├─ bsp_led.c
│ └─ bsp_led.h
├─ debug_uart
│ ├─ bsp_debug_uart.c
│ └─ bsp_debug_uart.h
└─ hal_entry.c

18.5.2.2

FSP配置

下面以啟明6M5開發(fā)板為例，進行FSP配置，另外兩塊開發(fā)板的FSP配置過程與啟明6M5開發(fā)板的配置過程基本上是一樣的。

首先打開“19_UART_Receive_Send”項目的FSP 配置界面進行配置。

在FSP配置界面里面點開“Pins”->“Peripherals”->“Connectivity:SCI”->“SCI4”來配置SCI模塊，配置為“Asynchronous UART”模式，并選擇開發(fā)板所使用的串口引腳，如圖19_11。

圖19-11 配置引腳

在配置界面底部點擊“Stack”，如圖19_12步驟加入串口UART：

圖19-12 加入串口

如圖19_13點擊剛剛加入的窗口，在左下角的“屬性”窗口中配置名字（name）、通道（Channel）、回調函數(shù)（Callback）名字即可，引腳（Pins）、波特率（Baud Rate）等其他的屬性按照默認的配置即可。

圖19-13 配置串口屬性

表3：實驗所使用的UART屬性描述

使用printf函數(shù)時，需要使用到堆，默認情況下堆的大小為0，因此我們需要修改堆的大小?？梢栽贔SP配置界面中的“BSP”屬性欄的“RA Common”中通過修改“Heap size”來設置堆區(qū)大小。這里需要設置為8的整數(shù)倍，對于RA6M5推薦至少為4K（0x1000），如圖19_14。

圖19-14 修改堆的大小

最后點右上角的“Generate Project Content”按鈕，讓軟件自動生成配置代碼。

18.5.2.3

串口初始化函數(shù)

FSP配置并生成代碼之后，首先需要使用R_SCI_UART_Open函數(shù)打開SCI4 UART模塊，我們把這層調用封裝為一個Debug_UART4_Init函數(shù)，如下所示。

列表2：代碼清單19-1：文件bsp_debug_uart.c串口初始化

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/* 調試串口 UART4 初始化 */
voidDebug_UART4_Init(void)
{
fsp_err_t err =FSP_SUCCESS;


err = R_SCI_UART_Open (&g_uart4_ctrl, &g_uart4_cfg);
assert(FSP_SUCCESS== err);
}

18.5.2.4

R_SCI_UART_Write函數(shù)

串口初始化完成之后，我們可以直接使用R_SCI_UART_Write函數(shù)來將字符串寫入到串口輸出，該函數(shù)的原型如下。

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fsp_err_tR_SCI_UART_Write(uart_ctrl_t*constp_api_ctrl, uint8_tconst *?
→constp_src, uint32_tconst bytes)

參數(shù)p_src指向要寫入的字符串首地址

參數(shù)bytes為傳入的要寫入的字符的數(shù)目

我們在使用R_SCI_UART_Write函數(shù)需要注意的一些事項：若使用了R_SCI_UART_Write()來發(fā)送數(shù)據，在數(shù)據發(fā)送完成之后會導致uart_send_complete_flag這個標志位被置位，因此程序在調用R_SCI_UART_Write函數(shù)之后需要等待uart_send_complete_flag標志位被置位，然后將該標志位清零。否則當連續(xù)調用R_SCI_UART_Write函數(shù)時可能導致發(fā)送數(shù)據丟失。建議使用后文所述的printf函數(shù)將數(shù)據發(fā)送到串口。

18.5.2.5

串口中斷回調函數(shù)

在前面的FSP配置步驟的時候，我們設置了串口中斷回調函數(shù)的名字為：debug_uart4_callback。設置這么一個函數(shù)的原因是：每當串口發(fā)送或者接收完成一個字符時，都會默認觸發(fā)串口的中斷，而在串口中斷中會調用函數(shù) debug_uart4_callback，在函數(shù)里我們需要根據不同的中斷情況進行相應的處理。

因此，我們也需要同時在我們的代碼里面定義并實現(xiàn)這么函數(shù)debug_uart4_callback。我們把這個函數(shù)放到文件“bsp_debug_uart.c”中，該函數(shù)代碼如下所示。

其中，需要定義一個額外的標志變量 uart_send_complete_flag來表示串口發(fā)送數(shù)據已完成。變量uart_send_complete_flag必須加上 volatile，否則可能被編譯器優(yōu)化。

列表3：代碼清單19-2：文件bsp_debug_uart.c串口中斷回調函數(shù)

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/* 發(fā)送完成標志 */
volatilebool uart_send_complete_flag =false;


/* 串口中斷回調 */
voiddebug_uart4_callback(uart_callback_args_t* p_args)
{
switch(p_args->event)
{
caseUART_EVENT_RX_CHAR:
{
/* 把串口接收到的數(shù)據發(fā)送回去 */
R_SCI_UART_Write(&g_uart4_ctrl, (uint8_t*)&(p_args->data),1);
break;
}
caseUART_EVENT_TX_COMPLETE:
{
uart_send_complete_flag =true;
break;
}
default:
break;
}
}

18.5.2.6

重定向printf輸出到串口

雖然我們可以直接使用R_SCI_UART_Write函數(shù)來將字符串輸出到串口，但是這個函數(shù)在很多情況下沒有printf函數(shù)那樣方便。所以我們需要添加一段代碼來將printf輸出重定向到串口（UART4）。

我們將以下的代碼添加到源文件“bsp_debug_uart.c”里面。由于不同C庫的printf 函數(shù)的底層實現(xiàn)不同，這里使用條件編譯選擇我們需要重寫的函數(shù)。

列表4：代碼清單19-3：重定向printf輸出到串口

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/* 重定向 printf 輸出 */
#ifdefined __GNUC__ && !defined __clang__
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize);//防止編譯警告
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize)
{
(void)fd;
R_SCI_UART_Write(&g_uart4_ctrl, (uint8_t*)pBuffer, (uint32_t)size);
while(uart_send_complete_flag ==false);
uart_send_complete_flag =false;


returnsize;
}
#else
intfputc(intch, FILE *f)
{
(void)f;
R_SCI_UART_Write(&g_uart4_ctrl, (uint8_t*)&ch,1);
while(uart_send_complete_flag ==false);
uart_send_complete_flag =false;


returnch;
}
#endif

在使用e2stdio的時候，需要修改C語言項目設置，按下圖步驟修改即可。

圖19-15 打開C/C++項目設置串口

圖19-16 修改項目工具設置

18.5.2.7

hal_entry入口函數(shù)

C語言程序的入口函數(shù)main函數(shù)調用了hal_entry函數(shù)。我們在hal_entry函數(shù)里面編寫我們的應用代碼。

列表5：代碼清單19-4：main函數(shù)調用的hal_entry函數(shù)

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voidhal_entry(void)
{
/*TODO:add your own code here */


LED_Init();// LED 初始化
Debug_UART4_Init();// SCI4 UART 調試串口初始化


printf("這是一個串口收發(fā)回顯例程
");
printf("打開串口助手發(fā)送數(shù)據，接收窗口會回顯所發(fā)送的數(shù)據
");
while(1)
{
LED1_ON;
R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
LED1_OFF;
R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
}


#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

首先我們調用LED_Init函數(shù)初始化板子上的LED 燈，然后調用Debug_UART4_Init函數(shù)初始化SCI4 UART作為調試串口來使用。之后就可以使用printf 函數(shù)了，我們調用printf輸出提示信息到串口。接著在while循環(huán)里是一段讓LED1每隔一秒鐘閃爍的程序。