灵动微｜基于MM32L0130的LPUART应用（1）
灵动微｜基于MM32L0130的LPUART应用（1）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。
1LPUART 简介1.1LPUART功能框图1.2LPUART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。
2LPUART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。
3LPUART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
4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：
5LPUART寄存器概览
6LPUART实现普通UART功能配置步骤1开启LPUART所选时钟源2配置RCC_CFGR2寄存器选择LPUART时钟3配置 LPUBAUD 寄存器决定波特率4根据波特率选择合适的调制参数，配置 MCTL 寄存器5配置 LPUCON 寄存器，选择帧格式、极性、中断参数等6配置 LPUEN 寄存器打开发送、接收使能
7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。
8LPUART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a.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);
b.配置LPUART的LPUART_InitTypeDef结构体参数：LPUART_InitTypeDef init_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);
c.设置LPUART引脚复用，例程复用到PA4、PA5：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOA, ENABLE);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_3);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_3);
//LPUART1_TX GPIOA.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_RX GPIOA.5
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
d.编写发送函数：void Output_Byte(LPUART_TypeDef* lpuart, uint8_t dat)
{
LPUART_SendData(lpuart, dat);
while(!LPUART_GetFlagStatus(lpuart, LPUART_LPUSTA_TXE));
}
e.编写轮询接收函数：uint8_t Input_Byte(LPUART_TypeDef* lpuart)
{
uint8_t temp;
while(1) {
if(LPUART_GetFlagStatus(lpuart, LPUART_LPUSTA_RXF)) {
//read LPUART_LPUSTA_RXF bit and clear
temp = (uint8_t)LPUART_ReceiveData(lpuart);
break;
}
}
if(temp == 0xd) {
return 0;
}
return temp;
}
f.编写实验样例：void LPUART_TxRx_Test(void)
{
uint8_t temp, i;
char string[] = "LPUART polling test!\r\n";
for(i = 0; i < strlen(string); i++)
{
Output_Byte(LPUART1, string);
}
while(1)
{
temp = Input_Byte(LPUART1);
if(temp != 0)
{
Output_Byte(LPUART1, temp);
}
}
}
g.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MCUa.开启SYSCFG、PWR时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_SYSCFG, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR, ENABLE);
b.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_InitTypeDef EXTI_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);
c.配置NVIC：NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = LPUART1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority = 1;
NVIC_Init( &NVIC_InitStruct);
d.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);
e.定义RX缓存，然后编写中断服务函数：char rxDataBuf, cnt = 0;
uint8_t cnt_flag = 0;
void LPUART1_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 = LPUART_ReceiveData(LPUART1);
if(++cnt >= 10)
{
cnt_flag = 1;
cnt = 0;
}
}
}
f.编写实验样例：void LPUART_Wakeup_Test(void)
{
uint8_t temp, i;
char string1[] = "LPUART wakeup mcu test!\r\n";
char string2[] = "mcu stop!\r\n";
char string3[] = "mcu wakeup!\r\n";
for(i = 0; i < strlen(string1); i++)
{
Output_Byte(LPUART1, string1);
}
DELAY_Ms(20);
for(i = 0; i < strlen(string2); i++)
{
Output_Byte(LPUART1, string2);
}
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);//休眠
for(i = 0; i < strlen(string3); i++)
{
Output_Byte(LPUART1, string3);
}
while(1)
{
}
}
g.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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