risc-v Sifive learn inventor基础之串口&操作寄存器 HifiveRev B

皋陶

isc-v Sifive learn inventor基础之串口
本文目录

• Sifive Learn Inventor 基础之gpio 按键中断
• Sifive learn inventor基础之串口&操作寄存器
• Sifive learn inventor基础之硬件pwm&寄存器
• risc-v Sifive learn inventor基础之硬件i2c与LSM303AGR通信
  

上一章了解了中断后，继续实践另一个重要的外设串口以及Sifive提供的操作寄存器的函数__METAL_ACCESS_ONCE
Sifive learn inventor基础之串口gpio中断配置

开发板只有两个串口，分别是uart0和uart1，uart0外接到jlink模块，可以用于与上位机的通信，uart1与esp32连接。

本章以uart0为例子来初始化uart0，并且实现pc端串口发送数据，开发板自动返回接收的数据。

一，硬件连接

由芯片手册可以知道，uart0_rx对应gpio16，uart0_tx对应gpio17；所以我们需要复用这两gpio口；

二，代码编写

1，初始化uart0

1. /**
   
2. * 串口0 波特率115200 用于打印数据
   
3. */
   
4. void uart0_init()
   
5. {
   
6.         //enable rx and tx
   
7.         UART0_TXCTRL  |= (1 <<0);
   
8.         UART0_RXCTRL  |= (1 <<0);
   
9.         
   
10.         //RXWM 1 watermark=0
    
11.         //__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXCTRL))  |= (1 <<16);
    
12. 
    
13.         //enable rx inturupt
    
14.         UART0_IE |= (1 <<1);
    
15. 
    
16.         //先将div寄存器清零，再进行赋值操作
    
17.         UART0_DIV  &= 0;
    
18.         //设置波特率为 115200 时钟频率64M，div=(64M/115200)-1=554
    
19.         UART0_DIV |=554;
    
20.         //复用gpio16，17
    
21.         GPIO0_IOF_EN  |= (1 <<16);
    
22.         GPIO0_IOF_EN  |= (1 <<17);
    
23. 
    
24. }

复制代码

因为库函数用不惯（好多bug），所以自己通过操作寄存器初始化uart，首先要去看芯片手册的uart章节，了解各个寄存器的功能。

学过stm32的人一看就清楚这是在配置寄存器，需要搭配芯片手册看才能了解每一步的意义。

以下是在uart.h中对用到的uart寄存器的定义，有了这些宏定义，对寄存器的操作看起来就比较简洁。

这里介绍一个非常重要的库函数__METAL_ACCESS_ONCE，可以看到这是一个宏定义函数，大概的意思就是操作地址为（x）的寄存器；

具体寄存器地址在手册里可以找到，另外bsp/install/include/metal/machine目录下的platform.h文件里，定义了大部分寄存器的地址，使用起来就是复制粘贴，非常方便

uart.h

1. #define UART1_RXDATA (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXDATA)))
   
2. #define UART0_RXDATA __METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXDATA))
   
3. #define UART1_TXDATA (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_TXDATA)))
   
4. #define UART0_TXDATA __METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_TXDATA))
   
5. 
   
6. #define UART0_TXCTRL (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_TXCTRL)))
   
7. #define UART0_RXCTRL (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXCTRL)))
   
8. #define UART0_IE (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_IE)))
   
9. #define UART0_DIV (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_DIV)))
   
10. 
    
11. #define UART1_TXCTRL (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_TXCTRL)))
    
12. #define UART1_RXCTRL (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXCTRL)))
    
13. #define UART1_IE (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_IE)))
    
14. #define UART1_DIV (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_1_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_DIV)))
    
15. 
    
16. #define GPIO0_IOF_EN (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_GPIO0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_GPIO0_IOF_EN)))

复制代码

初始化函数中的被注释部分__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_UART0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_UART0_RXCTRL)) |= (1 <<16);可能比较难以理解，结合芯片手册，得知操作的是watermark功能 。

因为接收FIFO是8个字节长，当设置watermark=2时，只有当FIFO里的数据超过2个字节时，uart才会产生中断。

当FIFO里的数据少于2时，中断标志位就会自动清除。所以watermark可以认为是一个门槛，超过门槛就会触发中断。我一般设置为默认，就是0；

watermark官网手册说明

2,配置plic
就像上一章一样，配置plic中断，这一次就非常能理解了。

1. /**
   
2. *串口0接收中断初始化
   
3. *uart0 uart0对象
   
4. *flag 退出中断后的标志
   
5. */
   
6. void Uart0_rx_interrupt_init(struct metal_uart *uart0,int *flag)
   
7. {
   
8.         //uart0 id=33 查询手册
   
9.         int  uart0_id=33;
   
10.         uart0_intr=uart0->vtable->controller_interrupt(uart0);
    
11. 
    
12.         metal_interrupt_init(uart0_intr);
    
13.    
    
14.         //注册回调函数 传递flag
    
15.         metal_interrupt_register_handler(uart0_intr,uart0_id,uart0_isr,flag);
    
16.         //设置优先级
    
17.         metal_interrupt_set_priority(uart0_intr,uart0_id,4);
    
18.         metal_interrupt_enable(uart0_intr,uart0_id);
    
19.         
    
20. }
    
21. /**
    
22. *串口0接收中断回调函数
    
23. *每接收一个字节进入一次此函数 每次进入会读取一个字节数据到buff
    
24. */
    
25. void uart0_isr (int id, void *data) {
    
26.         int *flag=(int *)data;
    
27.         //读取uart0接收寄存器
    
28.         uart0_buff.rxbyte=UART0_RXDATA;
    
29.         //将读到的一个字节的数据放到buff
    
30.         uart0_buff.rxdata[uart0_buff.rn]=uart0_buff.rxbyte&0x0ff;
    
31.         uart0_buff.rn++;
    
32.         //UART0_RXDATA寄存器的31位为1时表示FIFO里已经没有数据，说明接收完成
    
33.         if((UART0_RXDATA>>31)&1){
    
34.                 uart0_buff.rxdata[uart0_buff.rn]=0;
    
35.                 *flag=3;
    
36.         }
    
37. }

复制代码

3，当uart0接收全部数据后，flag=3，再把数据发送回去

1. /**
   
2. * 串口0发送 用于打印
   
3. * char *p 字符串的首地址
   
4. * len 字符串长度（字节）
   
5. */
   
6. void uart0send(char *p,int len)
   
7. {
   
8.         //UART0_TXDATA的第31位为1时表示发送FIFO为空，即发送完成
   
9.         for(int i=0;i<len;i++){
   
10.                 while(UART0_TXDATA&(1<<31));
    
11.                 //发送一个字节的数据
    
12.                 UART0_TXDATA  |=p[i];
    
13. 
    
14.         }
    
15. }

复制代码

示例：

1. if(flag==3){
   
2.         char *c="uart0 recieve data:\r\n";
   
3.         int len=strlen(c);
   
4.         uartsend(c,len);
   
5.         uart0send(uart0_buff.rxdata,uart0_buff.rn);
   
6. }

复制代码

三，小结

这个操作寄存器的函数非常有用，结合芯片手册，我们可以避开库函数，更好的去了解芯片的底层逻辑。对一些库函数没有涉及的外设，例如pwm也需要操作寄存器来进行开发。

本篇完，感谢关注：RISC-V单片机中文网