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MSP430單片機串口通訊程序庫(精簡版)

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ID:108615 發(fā)表于 2016-3-14 20:05 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本程序是《MSP430系列單片機系統(tǒng)工程設計與實踐》書里面的源碼，（包含工程文件(例4.1.6) ）完整例程下載：http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-46245-1.html


關(guān)于本程序的詳細解說大家可以點擊上圖下載電子書

這個串口庫文件的調(diào)用方法可先下載完整代碼然后找到(例4.1.6)這一節(jié)，里面有調(diào)用方法
uart.c :
  1. /*
  2.                
  3.                  MSP430F4XX單片機串口通訊程序庫(精簡版)

  5.   說明：該程序庫包括串口初始化、串口單字節(jié)收/發(fā)函數(shù)，以及串口終端設備接口
  6.         函數(shù)。可以作為各種程序的底層驅(qū)動使用。
  7.             要使用該庫函數(shù)，需要將本文件(UART.c)添加進工程，并在需要調(diào)用
  8.         串口函數(shù)的文件開頭處包含"UART.h"
  9.             本程序庫中的串口初始化函數(shù)會根據(jù)波特率為串口收發(fā)模塊自動選擇最
  10.         合適的時鐘源，自動配置波特率分頻系數(shù)，用戶不需要了解串口底層寄存器。
  11.         對于4800bps及以下的波特率，會選擇ACLK作為時鐘;對于4800bps以上設置,
  12.         會選擇SMCLK作時鐘。若串口一直打開，為了降低功耗，盡量使用4800以下波
  13.         特率;若使用4800以上波特率，推薦間歇使用串口。使用38400bps以上波特率
  14.         最好適當提高CPU主頻(2~4MHz)。
  15.             串口收發(fā)的等待過程中會將CPU置于休眠模式(LPM0或LPM3)，以降低耗電。
  16.         但要注意某些應用中可能不允許關(guān)閉時鐘(比如TimerA用SMCLK作時鐘，若串
  17.         口等待過程中進入LPM3，關(guān)閉了SMCLK，造成計時錯誤)，遇到這類情況請修
  18.         改UART_LPM()函數(shù),刪除休眠語句或降低休眠深度，但功耗會有所增加。
  19.             程序后半部分是標準終端輸入輸出函數(shù)，對標準終端設備輸入的數(shù)據(jù)流進
  20.         行解析。通過串口與PC機相連;在PC機運行超級終端程序，從而將PC的屏幕和鍵
  21.         盤映射成單片機的輸入/輸出終端。這樣在單片機程序中可以使用格式化輸入/
  22.         輸出函數(shù)，如printf/scanf等。詳細的原理請參考《超級終端人機對話范例》
  23.         程序。終端輸入函數(shù)帶有退格功能，因此有輸入緩沖區(qū)。請根據(jù)需要自行修改
  24.         輸入行緩沖區(qū)大小(LINE_LENGTH)，該值限定了終端設備每行最大能輸入的字符數(shù)。
  25.      
  26.   (C)西安電子科技大學 測控技術(shù)與儀器教研中心 編寫：謝楷 2008/02/21
  27.   
  28. */
  29. //******************************************************************************
  30. //                        
  31. //
  32. //                MSP430FE425
  33. //           +-----------------+
  34. //        /|\|              XIN|-
  35. //         | |                 | 32kHz
  36. //         --|RST          XOUT|-
  37. //           |                 |
  38. //           |        (TXD)P2.4|----------->  //  ----> RXD(2)
  39. //           |                 | 300~115200 bps            
  40. //           |        (RXD)P2.5|<-----------  //  <---- TXD(3)  PC(DB9)
  41. //           |                 |
  42. //           |             GND |------------------------GND(5)
  43. //
  44. //******************************************************************************
  45. #include "msp430x42x.h"
  46. #define F_ACLK  (32768)  /*ACLK對應晶體頻率，勿修改*/

  48. char TxFlag=1;
  49. char RxFlag=0;
  50. /****************************************************************************
  51. * 名    稱：UART_Init()
  52. * 功    能：初始化串口。設置其工作模式及波特率。
  53. * 入口參數(shù)：
  54. *           Baud         波特率    (300~115200)
  55.             Parity       奇偶校驗位('n'=無校驗  'p'=偶校驗  'o'=奇校驗)
  56.             DatsBits     數(shù)據(jù)位位數(shù)    (7或8)
  57.             StopBits     停止位位數(shù)    (1或2)
  58. * 出口參數(shù)：返回值為1時表示初化成功，為0表示參數(shù)出錯
  59. * 范    例: UART_Init(9600,'n',8,1) //設成9600bps，無校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位
  60.             UART_Init(2400,'p',7,2) //設成2400bps，偶校驗，7位數(shù)據(jù)，2位停止位
  61. ****************************************************************************/
  62. char UART_Init(long int Baud,char Parity,char DataBits,char StopBits)
  63. {
  64.     unsigned long int BRCLK;       //波特率發(fā)生器時鐘頻率
  65.     int FreqMul,FLLDx,BRDIV,BRMOD; //倍頻系數(shù)、DCO倍頻、波特率分頻系數(shù)、分頻尾數(shù)
  66.     int i;
  67.     unsigned char const ModTable[8]={0x00,0x08,0x88,0x2A,0x55,0x6B,0xdd,0xef};
  68.              //分頻尾數(shù)所對應的調(diào)制系數(shù)(將0~7個"1"均勻分布在一個字節(jié)的8bit中)

  70.     //-------------設置波特率發(fā)生器時鐘源，并計算波特率時鐘頻率--------------
  71.     UTCTL0 &=~(SSEL0+SSEL1); //清除之前的時鐘設置
  72.     if(Baud<=4800)      
  73.     {
  74.       UTCTL0 |= SSEL0;       //低于4800的波特率，用ACLK，降低功耗
  75.       BRCLK=F_ACLK;          //波特率發(fā)生器時鐘頻率=ACLK
  76.     }
  77.     else
  78.     {
  79.       UTCTL0 |= SSEL1;            //高于4800的波特率，用SMCLK，保證速度
  80.       FreqMul=(SCFQCTL&0x7F)+1;   //獲得倍頻系數(shù)
  81.       FLLDx=((SCFI0&0xC0)>>6)+1;  //獲得DCO倍頻系數(shù)(DCOPLUS所帶來的額外倍頻)
  82.       BRCLK=F_ACLK*FreqMul;       //計算波特率發(fā)生器時鐘頻率=ACLK*倍頻系數(shù)
  83.       if(FLL_CTL0&DCOPLUS) BRCLK*=FLLDx; //若開啟了DCOPLUS,還要計算額外倍頻
  84.     }
  85. //------------------------設置波特率-------------------------   
  86.   if((Baud<300)||(Baud>115200))  return(0);  //波特率范圍300-115200bps
  87.   BRDIV=BRCLK/Baud;                          //計算波特率分頻系數(shù)(整數(shù)部分)
  88.   BRMOD=((BRCLK*8)/Baud)%8;                  //計算波特率分頻尾數(shù)(除不盡的余數(shù))
  89.   UBR00 = BRDIV%256;           
  90.   UBR10 = BRDIV/256;                         //整數(shù)部分系數(shù)
  91.   UMCTL0 = ModTable[BRMOD];                  //余數(shù)部分系數(shù)
  92. //------------------------設置校驗位-------------------------  
  93.   switch(Parity)
  94.   {
  95.    case 'n':case'N': U0CTL&=~PENA;     break;        //無校驗
  96.    case 'p':case'P': U0CTL|= PENA+PEV ;break;        //偶校驗
  97.    case 'o':case'O': U0CTL|= PENA; U0CTL&=~PEV;break;//奇校驗  
  98.   default : return(0);               //參數(shù)錯誤
  99.   }
  100. //------------------------設置數(shù)據(jù)位-------------------------   
  101.   switch(DataBits)
  102.   {
  103.    case 7:case'7': U0CTL&=~CHAR; break;   //7位數(shù)據(jù)
  104.    case 8:case'8': U0CTL|= CHAR; break;   //8位數(shù)據(jù)
  105.   default : return(0);      //參數(shù)錯誤
  106.   }
  107. //------------------------設置停止位-------------------------   
  108.   switch(StopBits)
  109.   {
  110.    case 1:case'1': U0CTL&=~SPB; break;  //1位停止位
  111.    case 2:case'2': U0CTL|= SPB; break;  //2位停止位
  112.   default : return(0);     //參數(shù)錯誤
  113.   }
  114.   P2SEL |= 0x30;              // P2.4,5 = USART0 TXD/RXD
  115.   ME1 |= UTXE0 + URXE0;       // Enable USART0 TXD/RXD
  116.   UCTL0 &= ~SWRST;            // Initialize USART state machine
  117.   IE1 |= URXIE0+UTXIE0;       // Enable USART0 RX interrupt
  118.   _EINT();
  119.   for(i=0;i<4000;i++);        //略延遲，等待波特率分頻穩(wěn)定
  120.   return(1); //設置成功
  121. }
  122. /****************************************************************************
  123. * 名    稱：UART_LPM()
  124. * 功    能：串口收/發(fā)等待過程中，將CPU及時鐘系統(tǒng)關(guān)閉，休眠省電
  125. * 入口參數(shù)：無
  126. * 出口參數(shù)：無
  127. * 說    明: 若與其他外設的時鐘沖突，可注釋掉該函數(shù)，但會增加功耗。
  128. ****************************************************************************/
  129. void UART_LPM()
  130. {
  131.   if(UTCTL0&SSEL0) LPM3;  //若以ACLK 作時鐘，進入LPM3休眠(僅打開ACLK)
  132.   else             LPM0;  //若以SMCLK作時鐘，進入LPM0休眠(不關(guān)閉SMCLK)
  133. }
  134. /****************************************************************************
  135. * 名    稱：UART_PutChar()
  136. * 功    能：從串口發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)
  137. * 入口參數(shù)：Chr:  待發(fā)送的一字節(jié)數(shù)據(jù)
  138. * 出口參數(shù)：無
  139. * 說    明: 在等待發(fā)送完畢的過程中，CPU會休眠
  140. ****************************************************************************/
  141. void UART_PutChar(char Chr)
  142. {
  143.   while (TxFlag==0) UART_LPM(); // 等待上一字節(jié)發(fā)完，并休眠
  144.   TxFlag=0; //小技巧：等上一字節(jié)發(fā)完，再發(fā)本字節(jié)，把字節(jié)間隔等待的時間讓給計算
  145.   TXBUF0=Chr;
  146. }
  147. /****************************************************************************
  148. * 名    稱：UART_GetChar()
  149. * 功    能：從串口接收1字節(jié)數(shù)據(jù)
  150. * 入口參數(shù)：無  
  151. * 出口參數(shù)：收到的一字節(jié)數(shù)據(jù)
  152. * 說    明: 如果串口沒有數(shù)據(jù)，會一直等待。等待過程中，CPU會休眠
  153. ****************************************************************************/
  154. char UART_GetChar(void)
  155. {
  156.   while (RxFlag==0) UART_LPM(); // 收到一字節(jié)?
  157.   RxFlag=0;
  158.   return(RXBUF0);
  159. }
  160. /****************************************************************************
  161. * 名    稱：UART_IsRcvChar()
  162. * 功    能：判斷串口是否收到1字節(jié)數(shù)據(jù)
  163. * 入口參數(shù)：無  
  164. * 出口參數(shù)：1表示有數(shù)據(jù)，0表示無數(shù)據(jù)
  165. * 說    明: 配合UART_GetChar()函數(shù)使用，先檢查到有數(shù)據(jù)再接收，可以消除阻塞
  166. ****************************************************************************/
  167. char UART_IsRcvChar()
  168. {
  169.   return(RxFlag);
  170. }

  172. /****************************************************************************
  173. * 名    稱：UART_RX()
  174. * 功    能：串口接收中斷，每接收到1字節(jié)會發(fā)生一次中斷
  175. ****************************************************************************/
  176. #pragma vector=UART0RX_VECTOR
  177. __interrupt void UART_RX (void)
  178. {
  179.   RxFlag=1;
  180.   /*在這里添加用戶中斷服務程序代碼，如將數(shù)據(jù)壓入接收緩沖等*/
  181.   __low_power_mode_off_on_exit();
  182. }
  183. /****************************************************************************
  184. * 名    稱：UART_TX()
  185. * 功    能：串口發(fā)送中斷，每發(fā)完1字節(jié)會發(fā)生一次中斷
  186. ****************************************************************************/
  187. #pragma vector=UART0TX_VECTOR
  188. __interrupt void UART_TX (void)
  189. {
  190.   TxFlag=1;
  191.   /*在這里添加用戶中斷服務程序代碼，如將數(shù)據(jù)從緩沖取出等*/  
  192.   __low_power_mode_off_on_exit();
  193. }

  195. /*===================以下是串口終端設備接口函數(shù)庫==========================*/

  197. #define LINE_LENGTH 20          /* 行緩沖區(qū)大小，決定每行最多輸入的字符數(shù)*/

  199. /*標準終端設備中，特殊ASCII碼定義，請勿修改*/
  200. #define In_BACKSP 0x08          /* ASCII  <--  (退格鍵)  */
  201. #define In_DELETE 0x7F          /* ASCII <DEL> (DEL 鍵)  */
  202. #define In_EOL '\r'             /* ASCII <CR>  (回車鍵)  */
  203. #define In_SKIP '\3'            /* ASCII control-C */
  204. #define In_EOF '\x1A'           /* ASCII control-Z */

  206. #define Out_DELETE "\x8 \x8"    /* VT100 backspace and clear */
  207. #define Out_SKIP "^C\n"         /* ^C and new line */
  208. #define Out_EOF "^Z"            /* ^Z and return EOF */
  209. #include "stdio.h"

  211. /****************************************************************************
  212. * 名    稱：putchar()
  213. * 功    能：向標準終端設備發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)(1個字符)
  214. * 入口參數(shù)：ch: 待發(fā)送的字符  
  215. * 出口參數(shù)：發(fā)出的字符
  216. * 說    明: printf函數(shù)會調(diào)用該函數(shù)作為底層輸出。這里從串口輸出字符到PC機的超
  217.             級終端軟件上，printf的結(jié)果將打印到超級終端上。若修改該函數(shù)，將字
  218.             符以其他方式輸出，如顯示到LCD上，printf的結(jié)果將顯示在LCD上。
  219. ****************************************************************************/
  220. int putchar(int ch)
  221. {
  222.   if (ch == '\n')        //  '\n'(回車)擴展成 '\n''\r' (回車+換行)
  223.   {
  224.     UART_PutChar(0x0d) ; //'\r'
  225.   }
  226.   UART_PutChar(ch);      //從串口發(fā)出數(shù)據(jù)  
  227.   return (ch);
  228. }
  229. /****************************************************************************
  230. * 名    稱：put_message()
  231. * 功    能：向標準終端設備發(fā)送一個字符串
  232. * 入口參數(shù)：*s: 字符串(數(shù)組)頭指針(數(shù)組名)
  233. * 出口參數(shù)：無
  234. ****************************************************************************/
  235. static void put_message(char *s)
  236. {
  237.   while (*s)        //當前字符不為空 (字符串以0x00結(jié)尾)
  238.     putchar(*s++);  //輸出一個字符，指針指向下一字符
  239. }

  241. /****************************************************************************
  242. * 名    稱：getchar()
  243. * 功    能：從標準終端設備接收一字節(jié)數(shù)據(jù)(1個字符)
  244. * 入口參數(shù)：無
  245. * 出口參數(shù)：收到的字符
  246. * 說    明: scanf函數(shù)會調(diào)用該函數(shù)作為底層輸入。這里從PC機鍵盤借助超級終端軟
  247.             件通過串口輸入字符到單片機上。scanf函數(shù)的輸入即源自PC機鍵盤。若
  248.             修改該函數(shù)，將字符以其他方式輸入，如單片機IO口，可用按鈕向scanf
  249.             函數(shù)輸入數(shù)據(jù)。本函數(shù)帶有緩存，能夠處理退格等刪除操作。若不需要刪
  250.             除操作，可直接調(diào)用UART_GetChar()函數(shù)。
  251. ****************************************************************************/
  252. int getchar(void)
  253. {
  254.   static char io_buffer[LINE_LENGTH + 2];     /* Where to put chars */
  255.   static int ptr;                             /* Pointer in buffer */
  256.   char c;

  258.   for (;;)
  259.   {
  260.     if (io_buffer[ptr])                 //如果緩沖區(qū)有字符
  261.       return (io_buffer[ptr++]);        //則逐個返回字符
  262.     ptr = 0;                            //直到發(fā)送完畢為止，清空緩沖區(qū)指針
  263.   while(1)                                //緩沖區(qū)沒有字符，才會執(zhí)行到這里，開始等待字符輸入
  264.     { c = UART_GetChar();                //等待串口接收一個字符
  265.       if (c == In_EOF && !ptr)                //----EOF鍵（Ctrl+Z）----
  266.       {                                        //EOF符只能在未輸入其他字符時才有效
  267.         put_message(Out_EOF);                //讓終端顯示EOF符
  268.         return EOF;                        //返回EOF符
  269.       }
  270.       if ((c == In_DELETE)||(c==In_BACKSP)) //----退格或DEL鍵----
  271.       {
  272.         if (ptr)
  273.         {
  274.           ptr--;                                //從緩沖區(qū)刪掉一個字符
  275.           put_message(Out_DELETE);                //讓終端顯示也刪掉一個字符
  276.         }
  277.       }
  278.       else if (c == In_SKIP)                        //-----取消鍵 Ctrl + C----
  279.       {
  280.         put_message(Out_SKIP);                        //讓終端顯示放棄本行跳到下一行
  281.         ptr = LINE_LENGTH + 1;                  /* 這里永遠是0(結(jié)束符) */
  282.         break;
  283.       }
  284.       else if (c == In_EOL)                        //--------遇到回車鍵------
  285.       {
  286.         putchar(io_buffer[ptr++] = '\n');        //讓終端顯示換行
  287.         io_buffer[ptr] = 0;                        //末尾增添字符串結(jié)束字符NULL
  288.         ptr = 0;                                //指針清空
  289.         break;                                        //跳出后開始返回數(shù)據(jù)
  290.       }
  291.       else if (ptr < LINE_LENGTH)                //----正常ASCII碼字符----
  292.       {
  293.         if (c >= ' ')                                //刪除0x20以下的其他ASCII碼
  294.         {
  295.           putchar(io_buffer[ptr++] = c);        //存入緩沖區(qū)
  296.         }
  297.       }
  298.       else                                        //--------沖區(qū)已滿--------
  299.       {
  300.         putchar('\7');                //向終端發(fā)送鳴響符，PC會響一聲，提示已滿
  301.       }
  302.     }
  303.   }
  304. }
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