灵动微课堂 (第236讲)｜基于MM32L0130的LPUART应用（1）

来源:灵动MM32MCU发布时间:2022-11-17654浏览

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LPUART（Low power universal asynchronous receiver transmitter，低功耗通用异步收发器），相比标准的UART，其功耗极低，支持在低功耗模式下运行，并且可以将MCU从低功耗模式唤醒。

本文介绍MM32全新低功耗系列MM32L0130的LPUART外设，实现基本UART收发通信、通过UART中断使MCU从低功耗模式中唤醒。

LPUART 简介

1.1 LPUART功能框图

1.2 LPUART功能特征

支持UART帧格式的全双工异步数据收发。

支持输入任意频率的时钟源，可配置为LSE/LSI/PCLK。

支持可编程的波特率数据传输，发送和接收时可采用3、4分频交替，防止累计误差。

可配置奇偶校验位、停止位。

可配置收发数据信号取反。

LPUART时钟配置

LPUART时钟源配置寄存器在RCC_CFGR2中的位0和位1，可配置LSE、LSI、PCLK作为时钟源。

LPUART中断与唤醒

支持的中断源：

接收缓冲溢出

帧错误

奇偶校验错误

接收器检测到起始位

接收器检测到下降沿

接收器完整接收 1byte 数据

接收器完整接收数据且与预设数据匹配

发送器数据完成发送

发送器缓冲空

支持低功耗模式下的唤醒源：

接收器检测到下降沿唤醒

接收器检测到起始位唤醒

接收器1字节接收完成唤醒

接收器1字节数据接收并匹配唤醒

接收和发送时序

由于LPUART工作时钟不是波特率的整数倍，采用固定分频系数的话会引入累计误差，所以在接收和发送的时候采用3、4分频交替进行接收和发送，每个bit采样一次，每个bit采用3分频还是4分频由MCTL寄存器控制，接收和发送时序图如下：

当LPUART工作时钟配置为标准的32.768KHz时，软件可配置BREN为0，然后根据通信波特率调整调制寄存器MCTL，建议配置参数如下表：

LPUART寄存器概览

LPUART实现普通UART功能配置步骤

开启LPUART所选时钟源

配置RCC_CFGR2寄存器选择LPUART时钟

配置 LPUBAUD 寄存器决定波特率

根据波特率选择合适的调制参数，配置 MCTL 寄存器

配置 LPUCON 寄存器，选择帧格式、极性、中断参数等

配置 LPUEN 寄存器打开发送、接收使能

发送和接收数据

发送数据：

将待发送的数据写入LPUTXD，当发送完成时，LPUSTA的TXE标志位会被硬件置起，表示数据已传入移位寄存器，发送 buffer为空。此时可往LPUTXD写入下一个数据。软件向发送buffer写数据时TXE标志位自动清零。

接收数据：

当接收一个完整帧时，LPUSTA的RXF标志位置起，表示已完整接收数据，此时软件可读取LPURXD读出接收到的数据。软件读LPUDATA寄存器时，RXF标志位自动清零。

LPUART功能实现代码

首先编写基础UART的代码，通过轮询的方式发送和接收数据。然后添加中断代码，实现通过LPUART将MCU从低功耗模式唤醒。

8.1 基于LSE时钟的基础UART功能实现代码

开启BKP、LSE时钟，待LSE时钟稳定，使能LPUART时钟：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
DELAY_Ms(100);
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET){;}
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_LPUART1,ENABLE);

配置LPUART的LPUART_InitTypeDef结构体参数：

LPUART_InitTypeDefinit_struct;
init_struct.LPUART_Clock_Source=0;//时钟源选择
init_struct.LPUART_BaudRate=LPUART_Baudrate_9600;//波特率选择9600
init_struct.LPUART_WordLength=LPUART_WordLength_8b;//8位数据位
init_struct.LPUART_StopBits=LPUART_StopBits_1;//1位停止位
init_struct.LPUART_Parity=LPUART_Parity_No;//没有校验位
init_struct.LPUART_MDU_Value=0x952;//波特率调制控制寄存器
init_struct.LPUART_NEDET_Source=LPUART_NegativeDectect_Source2;//下降沿采样使能
init_struct.LPUART_RecvEventCfg=LPUART_RecvEvent_Start_Bit;//中断检测模式
LPUART_Init(LPUART1,init_struct);
LPUART_Cmd(LPUART1,ENABLE);

设置LPUART引脚复用，例程复用到PA4、PA5：

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;
RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOA,ENABLE);

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_3);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_3);

//LPUART1_TXGPIOA.4
GPIO_StructInit(GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct);

//LPUART1_RXGPIOA.5
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct);

编写发送函数：

voidOutput_Byte(LPUART_TypeDef*lpuart,uint8_tdat)
{
LPUART_SendData(lpuart,dat);
while(!LPUART_GetFlagStatus(lpuart,LPUART_LPUSTA_TXE));
}

编写轮询接收函数：

uint8_tInput_Byte(LPUART_TypeDef*lpuart)
{
uint8_ttemp;
while(1){
if(LPUART_GetFlagStatus(lpuart,LPUART_LPUSTA_RXF)){
//readLPUART_LPUSTA_RXFbitandclear
temp=(uint8_t)LPUART_ReceiveData(lpuart);
break;
}
}
if(temp==0xd){
return0;
}
returntemp;
}

编写实验样例：

voidLPUART_TxRx_Test(void)
{
uint8_ttemp,i;
charstring[]="LPUARTpollingtest!\r\n";

for(i=0;i<strlen(string);i++)
{
Output_Byte(LPUART1,string[i]);
}
while(1)
{
temp=Input_Byte(LPUART1);
if(temp!=0)
{
Output_Byte(LPUART1,temp);
}
}
}

在main函数中配置好LPUART后，调用LPUART_TxRx_Test函数，可得到如下实验结果：

8.2 在上述基本LPUART配置的基础上增加中断配置代码，实现唤醒低功耗模式中的MCU

开启SYSCFG、PWR时钟：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_SYSCFG,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR,ENABLE);

EXTI模块可以产生中断请求，用来唤醒低功耗模式中的MCU，LPUART连接到EXTI22，使能EXTI22：

EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStruct;
EXTI_StructInit(EXTI_InitStruct);
EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line22;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(EXTI_InitStruct);

配置NVIC：

NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=LPUART1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority=1;
NVIC_Init(NVIC_InitStruct);

清除接收标志并打开接收中断：

LPUART_ClearITPendingBit(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF);
LPUART_ITConfig(LPUART1,LPUART_LPUCON_RXIE,ENABLE);

定义RX缓存，然后编写中断服务函数：

charrxDataBuf[10],cnt=0;
uint8_tcnt_flag=0;
voidLPUART1_IRQHandler()
{
if(LPUART_GetFlagStatus(LPUART1,LPUART_LPUSTA_START))
{
LPUART_ClearFlagStatus(LPUART1,LPUART_LPUSTA_START);

}
if(LPUART_GetITStatus(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF)==SET)
{
LPUART_ClearITPendingBit(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF);
rxDataBuf[cnt]=LPUART_ReceiveData(LPUART1);
if(++cnt>=10)
{
cnt_flag=1;
cnt=0;
}
}
}

编写实验样例：

voidLPUART_Wakeup_Test(void)
{
uint8_ttemp,i;
charstring1[]="LPUARTwakeupmcutest!\r\n";
charstring2[]="mcustop!\r\n";
charstring3[]="mcuwakeup!\r\n";

for(i=0;i<strlen(string1);i++)
{
Output_Byte(LPUART1,string1[i]);
}
DELAY_Ms(20);
for(i=0;i<strlen(string2);i++)
{
Output_Byte(LPUART1,string2[i]);
}
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);//休眠
for(i=0;i<strlen(string3);i++)
{
Output_Byte(LPUART1,string3[i]);
}

while(1)
{

}
}

在main函数中配置好LPUART后，调用实验函数LPUART_Wakeup_Test，可以的到如下结果：

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