【产品应用】AWorksLP 样例详解（MR6450）——UART
aworkslp 对外设进行了高度抽象化，为同一类外设提供了相同的接口，应用程序可以轻松跨平台。本文以mr6450 平台为例，介绍aworkslp uart 外设基本用法。
简介
uart（universal asynchronous receiver/transmitter）是一种通用异步收发传输器，其使用串行的方式在双机之间进行数据交换，实现全双工通信。数据引脚仅包含用于接收数据的rxd和用于发送数据的txd。数据在数据线上一位一位的串行传输，要正确解析这些数据，必须遵循uart协议，以下简述几个关键的概念：
波特率波特率决定了数据传输速率，其表示每秒传送数据的位数，值越大，数据通信的速率越高，数据传输得越快。常见的波特率有4800、9600、14400、19200、38400、115200等等，若波特率为115200，则表示每秒钟可以传输115200位（注意：是bit，不是byte）数据。
空闲位数据线上没有数据传输时，数据线处于空闲状态。空闲状态的电平逻辑为“1”。
起始位起始位表示一帧数据传输的开始，起始位的电平逻辑是“0”。数据位
紧接起始位后，即为实际通信传输的数据，数据的位数可以是5、6、7、8等，数据传输时，从最低位开始依次传输。奇偶校验位
奇偶校验位用于接收方对数据进行校验，及时发现由于通信故障等问题造成的错误数据。奇偶校验位是可选的，可以不使用奇偶校验位。奇偶校验有奇校验和偶校验两种形式，该位的逻辑电平与校验方法和所有数据位中逻辑“1”的个数相关。1. 奇校验：通过设置该位的值（“1”或“0”），使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为奇数。例如，数据位为8位，值为：10011001，“1”的个数为4个（偶数），则奇校验时，为了使“1”的个数为奇数，就要设置奇偶校验位的值为“1”，使“1”的总个数为5个（奇数）。
2. 偶校验：通过设置该位的值（“1”或“0”），使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为偶数。例如，数据位为8位，值为：10011001，“1”的个数为4个（偶数），则偶校验时，为了使“1”的个数为偶数，就要设置奇偶校验位的值为0，使“1”的个数保持不变，为4（偶数）。
通信双方使用的校验方法应该一致，接收方通过判断“1”的个数是否为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）来判定数据在通信过程中是否出错。
停止位
停止位表示一帧数据的结束，其电平逻辑为“1”，其宽度可以是1位、1.5位、2位。即其持续的时间为位数乘以传输一位的时间（由波特率决定），例如，波特率为115200，则传输一位的时间为1/115200秒，约为8.68us。若停止位的宽度为1.5位，则表示停止位持续的时间为：1.5 × 8.68us ≈ 13us。常见的帧格式为：1位起始位，8位数据位，无校验，1位停止位。由于起始位的宽度恒为1位，不会变化，而数据位，校验位和停止位都是可变的，因此，往往在描述串口通信协议时，都只是描述其波特率、数据位，校验位和停止位，不再单独说明起始位。
注意：
通信双方必须使用完全相同的配置，包括波特率、起始位、数据位、停止位等。如果配置不一致，则通信数据会错乱，不能正常通信。在通信中，若出现乱码的情况，应该首先检查通信双方所使用的配置是否一致。
接口介绍
表1 函数列表
函数原型
简要描述
aw_err_t aw_serial_flush_read (int fd);
串口刷新读取
aw_err_t aw_serial_dcb_set (int fd, const struct aw_serial_dcb *p_dcb);
配置串口设备参数
aw_err_t aw_serial_dcb_get (int fd, struct aw_serial_dcb *p_dcb);
获取串口设备配置参数
aw_err_t aw_serial_timeout_set (int fd, struct aw_serial_timeout *p_cfg);
配置超时参数
aw_err_t aw_serial_timeout_get (int fd, struct aw_serial_timeout *p_cfg);
获取超时参数
下表为uart接口相关结构体类型。表2 结构体类型表
类型
简要描述
struct aw_serial_dcb
串口配置结构描述
struct aw_serial_timeout
串口超时设置
uart 配置信息说明：
1. aw_serial_dcb：
struct aw_serial_dcb { uint32_t baud_rate; uint32_t byte_size:4; uint32_t f_parity:1; uint32_t parity:1; uint32_t stop_bits:2; uint32_t f_ctsflow:1; uint32_t f_rtsctrl:2; uint32_t f_dsrsensitivity:1; uint32_t f_dsrflow:1; uint32_t f_dtrctrl:2; uint32_t f_outx:1; uint32_t f_inx:1; uint32_t f_fast_respond_recv:1; uint32_t f_dummy:14; uint16_t xon_lim; uint16_t xoff_lim; char xon_char; char xoff_char;};
成员详解：
baud_rate：波特率；
byte_size：数据位宽度，范围：[5:8]；
f_parity：奇偶校验，1:使能 0:禁能；
parity：校验方法；
表3 串口校验方法取值表
宏定义
含义
aw_serial_evenparity
偶效验
aw_serial_oddparity
奇效验
stop_bits：停止位数；表4 串口停止位数取值表
宏定义
含义
aw_serial_onestopbit
1 位停止位
aw_serial_one5stopts
1.5 位停止位
aw_serial_twostopbits
2 位停止位
aw_serial_stop_invalid
0 表示无效停止位
f_ctsflow：监控cts(clear-to-send)信号作输出流控，1：cts无效时数据发送被挂起，0：禁能；f_rtsctrl：设置rts(request-to-send)流控；表5 串口设备rts(request-to-send)流控取值表
宏定义
含义
aw_serial_rts_handshake
硬件流控
aw_serial_rts_disable
软件控制rts无效
aw_serial_rts_enable
软件控制rts有效
aw_serial_rts_invalid
无效rts
f_dsrsensitivity：设置dsr_sensitivity，1：对dsr信号敏感,除非dsr信号有效，否则将忽略所有接收的字节；f_dsrflow：是否监控dsr(data-set-ready信号来做输出流控)，1：若dsr无效时数据发送被挂起，直至dsr有效；f_dtrctrl：设置dtr(data-termial-ready)流控;表6 串口设备dtr(data-terminal-ready)流控取值表
宏定义
含义
aw_serial_dtr_handshake
硬件流控
aw_serial_dtr_disable
软件控制dtr无效
aw_serial_dtr_enable
软件控制dtr有效
aw_serial_dtr_invalid
无效dtr
f_outx：xon/xoff流量控制在发送时是否可用。1：当xoff值被收到时，发送停止；当xon值被收到时，发送继续；f_inx：xon/xoff流量控制在接收时是否可用。1：当接收缓冲区中空余容量小于xoff_lim字节时，发送xoff字符;当接收缓冲区中已有xon_lim字节的空余容量时，发送xon字符，占1位；f_fast_respond_recv：快速响应接收 1:使能 0:禁能；注解：
1.该配置项适用于接收时间敏感型应用，例如modbus;
2.该配置项实现通用的手段是将串口接收fifo设置为1，当接收到一个数据后就产生接收中断。对于没有fifo的串口来说，这个设置也许会被忽略。
f_dummy：保留位；
xon_lim：在xon字符发送前接收缓冲区内空余容量的最小字节数；xoff_lim：在xoff字符发送前接收缓冲区内空余容量的最大字节数；xon_char：指定xon字符；xoff_char：指定xoff字符。2. aw_serial_timeout：
struct aw_serial_timeout { uint32_t rd_timeout; uint32_t rd_interval_timeout;}
成员详解：
rd_timeout：读超时时间；
rd_interval_timeout：码间超时。
使用样例
aworkslp sdk相关使用请参考《aworkslp sdk快速入门（mr6450）——开箱体验》一文，本文不在赘述。
1. uart0收发功能
{sdk}\demos\peripheral\ serial路径下为通用uart例程，例程具体代码如下：
#include aworks.h#include aw_task.h#include aw_delay.h#include aw_serial.h#include aw_ioctl.h#include aw_fcntl.h#include aw_application_autoconf.h#include aw_unistd.h#include aw_vdebug.h#include rtk_autoconf.h/** * \brief 串口 demo * \return 无 */aw_local void* __task_handle (void *parg){ char buf[32]; int len = 0; struct aw_serial_dcb dcb; aw_err_t ret; struct aw_serial_timeout timeout; int fd;
fd = aw_open(config_demo_serial_device_name,aw_o_rdwr,0); if(fd 0) { aw_write(fd, buf, len); aw_kprintf(%s\r\n,buf); } }
aw_close(fd); return 0;}
aw_task_decl(serial_tsk, 4096);/******************************************************************************/void demo_serial_int_entry (void){ aw_task_id_t tsk;
tsk = aw_task_init( serial_tsk, serial int demo, 12, 4096, __task_handle, (void *)null); if (tsk == null) { aw_kprintf(serial int demo task create failed\r\n); return; }
if (aw_task_startup(tsk) != aw_ok) { aw_task_terminate(serial_tsk); }}
例程默认使用/dev/uart0对应开发板duart丝印串口，其引脚位置如图1所示：
图1 uart0排针
上述代码中创建了一个任务，在任务中实现uart收发功能。使用aw_serial_dcb_get接口获取串口当前的配置信息，修改波特率为115200，8个数据位，1位停止位，无奇偶校验。使用aw_serial_dcb_set接口设置串口。使用aw_serial_timeout_get获取串口时间相关配置信息，修改读总超时为1s，码间超时为50ms，使用aw_serial_timeout_set设置串口。
在aw_forever 循环中使用aw_read接口读取接收到的串口数据，若读取到数据则使用aw_write接口把读取到数据通过该串口发送回去，以此来实现回显功能。
但由于/dev/uart0默认为shell所使用的串口，在shell组件中已开启回显，故此时实验现象如图2所示，会将接收到的数据输出两次，若需实现单次回显，可修改shell组件所引用串口，或修改例程使用的uart设备，具体操作参考下节内容。
图2 串口打印结果
2. uart5收发功能
串口例程中默认使用的是/dev/uart0，为与例程现象描述一致，故将其修改为/dev/uart5。在开发板丝印urx1与utx1对应设备/dev/uart5，urx2与utx2对应设备为/dev/uart10，如图3、图4、图5所示。
图3 排针处串口
图4 排针原理图
图5 uart1对应uart5
2.1 打开config 配置脚本，选择例程使用串口为/dev/uart5, 如图6所示，保存后重新build 工程。
图6 uart1对应uart5
2.2 将usb 转串口接到开发板排针丝印utx1与urx1 的位置，重新编译下载运行固件，会发现发送数据后不会再重复回复两条相同的数据如图7所示。
图7 串口打印信息
至此，uart设备的收发功能介绍完毕，更多外设的使用介绍请关注后续推文。
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简介
uart（universal asynchronous receiver/transmitter）是一种通用异步收发传输器，其使用串行的方式在双机之间进行数据交换，实现全双工通信。数据引脚仅包含用于接收数据的rxd和用于发送数据的txd。数据在数据线上一位一位的串行传输，要正确解析这些数据，必须遵循uart协议，以下简述几个关键的概念：
波特率波特率决定了数据传输速率，其表示每秒传送数据的位数，值越大，数据通信的速率越高，数据传输得越快。常见的波特率有4800、9600、14400、19200、38400、115200等等，若波特率为115200，则表示每秒钟可以传输115200位（注意：是bit，不是byte）数据。
空闲位数据线上没有数据传输时，数据线处于空闲状态。空闲状态的电平逻辑为“1”。
起始位起始位表示一帧数据传输的开始，起始位的电平逻辑是“0”。数据位
紧接起始位后，即为实际通信传输的数据，数据的位数可以是5、6、7、8等，数据传输时，从最低位开始依次传输。奇偶校验位
奇偶校验位用于接收方对数据进行校验，及时发现由于通信故障等问题造成的错误数据。奇偶校验位是可选的，可以不使用奇偶校验位。奇偶校验有奇校验和偶校验两种形式，该位的逻辑电平与校验方法和所有数据位中逻辑“1”的个数相关。1. 奇校验：通过设置该位的值（“1”或“0”），使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为奇数。例如，数据位为8位，值为：10011001，“1”的个数为4个（偶数），则奇校验时，为了使“1”的个数为奇数，就要设置奇偶校验位的值为“1”，使“1”的总个数为5个（奇数）。
2. 偶校验：通过设置该位的值（“1”或“0”），使该位和数据位中逻辑“1”的总个数为偶数。例如，数据位为8位，值为：10011001，“1”的个数为4个（偶数），则偶校验时，为了使“1”的个数为偶数，就要设置奇偶校验位的值为0，使“1”的个数保持不变，为4（偶数）。
通信双方使用的校验方法应该一致，接收方通过判断“1”的个数是否为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）来判定数据在通信过程中是否出错。
停止位
停止位表示一帧数据的结束，其电平逻辑为“1”，其宽度可以是1位、1.5位、2位。即其持续的时间为位数乘以传输一位的时间（由波特率决定），例如，波特率为115200，则传输一位的时间为1/115200秒，约为8.68us。若停止位的宽度为1.5位，则表示停止位持续的时间为：1.5 × 8.68us ≈ 13us。常见的帧格式为：1位起始位，8位数据位，无校验，1位停止位。由于起始位的宽度恒为1位，不会变化，而数据位，校验位和停止位都是可变的，因此，往往在描述串口通信协议时，都只是描述其波特率、数据位，校验位和停止位，不再单独说明起始位。
注意：
通信双方必须使用完全相同的配置，包括波特率、起始位、数据位、停止位等。如果配置不一致，则通信数据会错乱，不能正常通信。在通信中，若出现乱码的情况，应该首先检查通信双方所使用的配置是否一致。
接口介绍
表1 函数列表
函数原型
简要描述
aw_err_t aw_serial_flush_read (int fd);
串口刷新读取
aw_err_t aw_serial_dcb_set (int fd, const struct aw_serial_dcb *p_dcb);
配置串口设备参数
aw_err_t aw_serial_dcb_get (int fd, struct aw_serial_dcb *p_dcb);
获取串口设备配置参数
aw_err_t aw_serial_timeout_set (int fd, struct aw_serial_timeout *p_cfg);
配置超时参数
aw_err_t aw_serial_timeout_get (int fd, struct aw_serial_timeout *p_cfg);
获取超时参数
下表为uart接口相关结构体类型。表2 结构体类型表
类型
简要描述
struct aw_serial_dcb
串口配置结构描述
struct aw_serial_timeout
串口超时设置
uart 配置信息说明：
1. aw_serial_dcb：
struct aw_serial_dcb { uint32_t baud_rate; uint32_t byte_size:4; uint32_t f_parity:1; uint32_t parity:1; uint32_t stop_bits:2; uint32_t f_ctsflow:1; uint32_t f_rtsctrl:2; uint32_t f_dsrsensitivity:1; uint32_t f_dsrflow:1; uint32_t f_dtrctrl:2; uint32_t f_outx:1; uint32_t f_inx:1; uint32_t f_fast_respond_recv:1; uint32_t f_dummy:14; uint16_t xon_lim; uint16_t xoff_lim; char xon_char; char xoff_char;};
成员详解：
baud_rate：波特率；
byte_size：数据位宽度，范围：[5:8]；
f_parity：奇偶校验，1:使能 0:禁能；
parity：校验方法；
表3 串口校验方法取值表
宏定义
含义
aw_serial_evenparity
偶效验
aw_serial_oddparity
奇效验
stop_bits：停止位数；表4 串口停止位数取值表
宏定义
含义
aw_serial_onestopbit
1 位停止位
aw_serial_one5stopts
1.5 位停止位
aw_serial_twostopbits
2 位停止位
aw_serial_stop_invalid
0 表示无效停止位
f_ctsflow：监控cts(clear-to-send)信号作输出流控，1：cts无效时数据发送被挂起，0：禁能；f_rtsctrl：设置rts(request-to-send)流控；表5 串口设备rts(request-to-send)流控取值表
宏定义
含义
aw_serial_rts_handshake
硬件流控
aw_serial_rts_disable
软件控制rts无效
aw_serial_rts_enable
软件控制rts有效
aw_serial_rts_invalid
无效rts
f_dsrsensitivity：设置dsr_sensitivity，1：对dsr信号敏感,除非dsr信号有效，否则将忽略所有接收的字节；f_dsrflow：是否监控dsr(data-set-ready信号来做输出流控)，1：若dsr无效时数据发送被挂起，直至dsr有效；f_dtrctrl：设置dtr(data-termial-ready)流控;表6 串口设备dtr(data-terminal-ready)流控取值表
宏定义
含义
aw_serial_dtr_handshake
硬件流控
aw_serial_dtr_disable
软件控制dtr无效
aw_serial_dtr_enable
软件控制dtr有效
aw_serial_dtr_invalid
无效dtr
f_outx：xon/xoff流量控制在发送时是否可用。1：当xoff值被收到时，发送停止；当xon值被收到时，发送继续；f_inx：xon/xoff流量控制在接收时是否可用。1：当接收缓冲区中空余容量小于xoff_lim字节时，发送xoff字符;当接收缓冲区中已有xon_lim字节的空余容量时，发送xon字符，占1位；f_fast_respond_recv：快速响应接收 1:使能 0:禁能；注解：
1.该配置项适用于接收时间敏感型应用，例如modbus;
2.该配置项实现通用的手段是将串口接收fifo设置为1，当接收到一个数据后就产生接收中断。对于没有fifo的串口来说，这个设置也许会被忽略。
f_dummy：保留位；
xon_lim：在xon字符发送前接收缓冲区内空余容量的最小字节数；xoff_lim：在xoff字符发送前接收缓冲区内空余容量的最大字节数；xon_char：指定xon字符；xoff_char：指定xoff字符。2. aw_serial_timeout：
struct aw_serial_timeout { uint32_t rd_timeout; uint32_t rd_interval_timeout;}
成员详解：
rd_timeout：读超时时间；
rd_interval_timeout：码间超时。
使用样例
aworkslp sdk相关使用请参考《aworkslp sdk快速入门（mr6450）——开箱体验》一文，本文不在赘述。
1. uart0收发功能
{sdk}\demos\peripheral\ serial路径下为通用uart例程，例程具体代码如下：
#include aworks.h#include aw_task.h#include aw_delay.h#include aw_serial.h#include aw_ioctl.h#include aw_fcntl.h#include aw_application_autoconf.h#include aw_unistd.h#include aw_vdebug.h#include rtk_autoconf.h/** * \brief 串口 demo * \return 无 */aw_local void* __task_handle (void *parg){ char buf[32]; int len = 0; struct aw_serial_dcb dcb; aw_err_t ret; struct aw_serial_timeout timeout; int fd;
fd = aw_open(config_demo_serial_device_name,aw_o_rdwr,0); if(fd 0) { aw_write(fd, buf, len); aw_kprintf(%s\r\n,buf); } }
aw_close(fd); return 0;}
aw_task_decl(serial_tsk, 4096);/******************************************************************************/void demo_serial_int_entry (void){ aw_task_id_t tsk;
tsk = aw_task_init( serial_tsk, serial int demo, 12, 4096, __task_handle, (void *)null); if (tsk == null) { aw_kprintf(serial int demo task create failed\r\n); return; }
if (aw_task_startup(tsk) != aw_ok) { aw_task_terminate(serial_tsk); }}
例程默认使用/dev/uart0对应开发板duart丝印串口，其引脚位置如图1所示：
图1 uart0排针
上述代码中创建了一个任务，在任务中实现uart收发功能。使用aw_serial_dcb_get接口获取串口当前的配置信息，修改波特率为115200，8个数据位，1位停止位，无奇偶校验。使用aw_serial_dcb_set接口设置串口。使用aw_serial_timeout_get获取串口时间相关配置信息，修改读总超时为1s，码间超时为50ms，使用aw_serial_timeout_set设置串口。
在aw_forever 循环中使用aw_read接口读取接收到的串口数据，若读取到数据则使用aw_write接口把读取到数据通过该串口发送回去，以此来实现回显功能。
但由于/dev/uart0默认为shell所使用的串口，在shell组件中已开启回显，故此时实验现象如图2所示，会将接收到的数据输出两次，若需实现单次回显，可修改shell组件所引用串口，或修改例程使用的uart设备，具体操作参考下节内容。
图2 串口打印结果
2. uart5收发功能
串口例程中默认使用的是/dev/uart0，为与例程现象描述一致，故将其修改为/dev/uart5。在开发板丝印urx1与utx1对应设备/dev/uart5，urx2与utx2对应设备为/dev/uart10，如图3、图4、图5所示。
图3 排针处串口
图4 排针原理图
图5 uart1对应uart5
2.1 打开config 配置脚本，选择例程使用串口为/dev/uart5, 如图6所示，保存后重新build 工程。
图6 uart1对应uart5
2.2 将usb 转串口接到开发板排针丝印utx1与urx1 的位置，重新编译下载运行固件，会发现发送数据后不会再重复回复两条相同的数据如图7所示。
图7 串口打印信息
至此，uart设备的收发功能介绍完毕，更多外设的使用介绍请关注后续推文。
一名程序员年前的抉择
基于单片机的智能型客车超载监控系统设计
苹果自动驾驶新专利曝光 涉及一种新型车辆警报系统
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拿森成功入选2021年新能源智能汽车创新企业榜单
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2023中国无人配送产业发展高峰论坛
TI内部围绕电力电子领域打造出矩阵式的团队体系
浅谈孤岛效应的检测和防治
易观智库对于智能硬件用户画像解析