第五讲GPIO配置与UART串行通信
简要描述gpio的配置步骤
简要描述gpio的配置步骤GPIO（General Purpose Input/Output）是一种常见的外部设备接口，用于将数字信号引出到可以连接其他设备的引脚。
在很多嵌入式系统中，GPIO接口是非常重要的，它可以与各种传感器、执行器和其他外围设备进行通信。
本文将简要描述GPIO的配置步骤。
1.硬件选型：在使用GPIO之前，首先需要确定所需的硬件选型。
选型过程中需要考虑的因素包括GPIO的数量、电压需求、输入/输出电流能力、支持的通信协议等。
2.建立电路连接：根据硬件选型结果，将选定的GPIO引脚与所需的设备进行物理连接。
连接过程中需要注意引脚的电压、电流限制，并确保正确连接。
3.确定引脚功能：每个GPIO引脚都可配置为输入或输出。
在使用GPIO之前，需要确定每个引脚的功能，即是作为输入还是输出。
4.配置输入引脚：如果一些引脚需要作为输入，需要配置输入模式并设置输入电平的触发条件。
触发条件可以是上升沿、下降沿、边沿触发等。
5.配置输出引脚：如果一些引脚需要作为输出，首先需要配置输出模式。
然后可以通过控制输出的高低电平来与其他设备进行通信。
6.编程控制：一旦GPIO引脚的功能和模式设置完成，就可以通过编程控制GPIO引脚的输入和输出了。
编程语言和平台不同，控制GPIO的方式也有所不同。
在Linux系统中，可以使用sysfs接口或Linux内核提供的GPIO子系统进行控制。
在嵌入式系统中，可以通过寄存器操作控制GPIO引脚。
7.读取输入：如果一个GPIO引脚被配置为输入，可以通过编程方式读取该引脚的输入电平。
根据读取的值，可以采取相应的操作。
8.设置输出：如果一个GPIO引脚被配置为输出，可以通过编程方式设置该引脚的输出电平。
根据设置的值，可以控制相应的设备进行操作。
9.设置中断：GPIO引脚支持中断功能，可以在引脚状态发生变化时触发中断。
通过设置中断，可以实现异步通信和事件驱动。
10.调试和测试：在配置和使用GPIO期间，可能会出现一些问题。
第五讲：串行接口和GPIO
段勃 duanbo@
1
串行接口
串行接口的概念 C33处理器的串行接口 RS232规范和接口芯片 RS485规范和接口芯片 在C33中的串口处理底层驱动 其他串行接口规范
2
串行接口的概念
嵌入式处理器之间通信的需求
每个嵌入式处理器的任务相对单一 利用模块化结构把大任务分布在多个处理器上
C33 串行接口的连接（1）
16
C33 串行接口的连接（2）
C33 串行接口
LPC930串行接口
17
C33 串行接口的连接（3）
18
在C33中的串口处理底层驱动
串口通信时，数据的物理发送过程由硬件自动完 成 软件需要的操作
波特率的设置 起始位、停止位等的模式设置 将要发送的字节写入发送缓存 在接收到数据时从接收缓存中读取字节
22
提高串口通信速率
减少在串口中断服务程序中的处理内容 使用查询方式接收数据 使用DMA或者IDMA的方式接收数据 使用带FIFO的串口（33L05处理器）
23
其他串行接口协议
I2S总线
I2C总线
Philips的音频信号传输标准 三线（SCK、WS、SD），同步传输 BlackFin上的I2S接口 Philips的芯片间串行传输总线 两线（数据线SDA，时钟线SCL） 比如24系列的EEPROM National Semi.的标准 很多EEPROM用到MicroWire 比如93系列的EEPROM
串行接口的特点
同一时刻只传送一位信息 接口简单，传输速率相对较低（波特率较低） 可以有异步、同步、全双工、半双工、单工等工作方式 一个典型串口一般有三条线（TxD、RxD、GND）
单片机的通信接口及通信协议概述
单片机的通信接口及通信协议概述随着科技的快速发展，单片机已经成为许多电子产品的核心部分。
而单片机的通信接口及通信协议则扮演着连接与控制外围设备的重要纽带。
本文将对单片机的通信接口及通信协议进行概述，帮助读者了解单片机通信的基本原理与应用。
一、串行通信接口串行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的一种常用方式。
它通过将数据一位一位地顺序传送，使得通信过程更加可靠。
常见的串行通信接口有UART、SPI和I2C。
1. UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器）：UART是一种最基本的串行通信接口，实现简单，广泛应用于单片机的串口通信。
UART通过将数据以异步的方式进行传输，即发送端和接收端的时钟不同步，可以实现双向通信。
2. SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围接口）：SPI是一种同步的串行通信接口，适用于单片机与外部设备之间的高速数据传输。
SPI通信主要通过四根线进行，分别是时钟线、数据输入线、数据输出线和片选线。
SPI可以支持单主单从、单主多从和多主多从的通信方式。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit，集成电路互连）：I2C是一种双线制的串行通信接口，适用于单片机与多个外部设备之间进行数据传输。
I2C接口通常有两根线，即串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
I2C采用主从模式，其中主机由单片机担任，从机可以是各种外围设备。
二、并行通信接口并行通信接口是一种同时传输多个位的通信方式，可以实现更高的数据传输速率。
常见的并行通信接口有GPIO（General PurposeInput/Output，通用输入输出）、外部总线接口等。
1. GPIO：GPIO是单片机通用的输入输出引脚，可以用来与外部设备进行并行通信。
通过对GPIO引脚的电平控制，单片机可以进行数据的输入和输出。
uart串口通信协议
UART串口通信协议1. 引言串行通信是在计算机和外设之间传输数据的一种常见方式，而UART（通用异步收发传输器）是其中一种广泛使用的串口通信协议。
UART串口通信协议在各种领域中被广泛应用，例如嵌入式系统、通信设备等。
本文将介绍UART串口通信协议的基本原理、数据格式和常见应用场景。
2. 基本原理UART串口通信协议采用异步通信方式，通过单个数据线进行数据传输。
通信的两个设备之间共享一个时钟信号，其中一个设备充当发送器（Transmitter），另一个设备充当接收器（Receiver）。
发送器将数据按照一定规则发送到数据线上，接收器则根据相同的规则从数据线上接收数据。
UART串口通信协议的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.确定波特率（Baud Rate）：波特率是指单位时间内传输的位数，常见的波特率有9600、115200等。
发送器和接收器必须使用相同的波特率才能正常通信。
2.确定数据位数（Data Bits）：数据位数指的是每个数据包中实际传输的位数，通常为5、6、7或8位。
3.确定奇偶校验位（Parity Bit）：奇偶校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。
奇偶校验可以分为奇校验和偶校验两种方式，发送器和接收器必须使用相同的奇偶校验方式。
4.确定停止位（Stop Bits）：停止位用于标识每个数据包的结束，通常为1或2位。
3. 数据格式UART串口通信协议中的数据包由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
其中，起始位和停止位的逻辑电平分别为高和低，用于标识每个数据包的开始和结束。
数据位包含了实际要传输的数据，奇偶校验位用于检测数据的正确性。
下面是UART串口通信协议中常用的数据格式示例：起始位数据位奇偶校验位停止位0 8位 None 1位在以上示例中，数据位为8位，没有奇偶校验位，停止位为1位。
这种数据格式在许多UART串口通信应用中被广泛使用。
4. 应用场景UART串口通信协议在许多领域中得到了广泛应用，以下是一些常见的应用场景：4.1 嵌入式系统在嵌入式系统中，UART串口通信协议用于与外部设备进行通信。
单片机的常用接口详细资料说明(一)
单片机的常用接口详细资料说明（一）引言概述：单片机是一种集成电路，能够完成多种任务，如输入输出、数据处理、控制静态逻辑等。
它的常用接口是为了与外部设备通信和交互。
本文将详细介绍单片机的常用接口，并提供相关资料说明。
正文内容：一、GPIO接口1. 简介：GPIO（General Purpose Input/Output）是单片机最基本的通用输入输出接口。
它可以配置为输入或输出模式，用于连接各种外部设备。
2. 输入模式设置：包括上拉电阻、下拉电阻的配置，输入信号的检测，消抖等。
3. 输出模式设置：包括推挽输出、开漏输出、输入/输出状态的设置等。
4. GPIO的常用操作：包括读取输入状态、设置输出状态、配置引脚方向等。
5. 相关资料说明：提供GPIO接口的引脚映射、寄存器配置及操作方法等相关资料。
二、UART接口1. 简介：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是单片机与外部设备进行串行通信的接口。
2. 串口通信原理：包括波特率、数据位、停止位、校验位等相关原理。
3. UART的工作模式：包括异步模式、同步模式、多机通信模式等。
4. UART的常见应用：包括与PC进行通信、与传感器进行数据交换等。
5. 相关资料说明：提供UART接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
三、SPI接口1. 简介：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行通信接口，常用于连接单片机与外部设备，如存储器、显示模块等。
2. SPI通信原理：包括主从模式、时钟极性和相位等相关原理。
3. SPI的数据传输方式：包括全双工模式、半双工模式等。
4. SPI的常见应用：包括与Flash EEPROM进行数据交换、与LCD进行通信等。
5. 相关资料说明：提供SPI接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
四、I2C接口1. 简介：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信接口，常用于连接单片机与各种外部设备，如温度传感器、加速度传感器等。
单片机常用接口剖析
单片机常用接口剖析在当今的电子技术领域，单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制，从医疗设备到消费电子，单片机都发挥着至关重要的作用。
而单片机能够与外部设备进行有效的通信和交互，离不开其丰富多样的接口。
接下来，让我们深入剖析一下单片机常用的接口。
一、GPIO（通用输入输出接口）GPIO 接口是单片机中最基本也是最常用的接口之一。
它就像是单片机与外部世界的“手”，可以通过编程来设置为输入或输出模式。
在输出模式下，我们可以控制 GPIO 引脚输出高电平（通常为＋33V 或＋5V）或低电平（0V），从而驱动各种外部设备，如LED 灯、继电器、电机等。
例如，要让一个 LED 灯亮起，只需将对应的 GPIO引脚设置为高电平，电流流过 LED 使其发光。
在输入模式下，GPIO 引脚可以检测外部信号的状态，比如按键的按下与松开。
当按键按下时，引脚电平可能从高变为低，单片机通过读取这个电平变化来做出相应的反应。
二、UART（通用异步收发传输器）UART 接口常用于单片机与其他设备之间的串行通信。
它实现了数据的逐位传输，虽然速度相对较慢，但在很多场景下已经足够满足需求。
想象一下，我们要将单片机采集到的数据发送到电脑上进行分析，或者从电脑向单片机发送控制指令，这时候 UART 就派上用场了。
UART 通信需要设置波特率（数据传输的速率）、数据位、停止位和奇偶校验位等参数，以确保通信的准确性和可靠性。
在实际应用中，我们常常使用 MAX232 等芯片将单片机的 TTL 电平（0 5V）转换为 RS232 电平（－10V 到＋10V），以便与电脑等标准 RS232 接口设备进行通信。
三、SPI（串行外设接口）SPI 接口是一种高速的同步串行通信接口，常用于连接需要快速数据传输的外部设备，如闪存、传感器等。
SPI 接口通常由四根线组成：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。
uart串口通信电路设计 -回复
uart串口通信电路设计-回复UART（通用异步收发传输）是一种常用的串口通信协议，可以实现设备之间的数据传输和通信。
在本文中，将详细介绍UART串口通信电路的设计步骤。
一、什么是UART串口通信电路？UART串口通信电路是一种数字电路，用于将串行数据转换为并行数据，实现设备之间的数据传输和通信。
UART串口通信电路通常由发送电路和接收电路两部分组成。
发送电路：发送电路将并行数据转换为串行数据，并对数据进行格式化。
它通常由一个发送缓冲器、一个发送时钟和控制逻辑组成。
接收电路：接收电路将串行数据转换为并行数据，并对数据进行解码和处理。
它通常由一个接收缓冲器、一个接收时钟和控制逻辑组成。
二、UART串口通信电路的设计步骤1. 确定通信参数在设计UART串口通信电路之前，首先需要确定通信参数，包括波特率、数据位数、校验位数和停止位数等。
这些参数将决定串口通信的速率和精度。
2. 设计发送电路发送电路的主要任务是将并行数据转换为串行数据，并将数据发送到接收设备。
设计发送电路时，需要考虑以下几点：（1）发送缓冲器：发送缓冲器用于存储待发送的数据。
它通常由一个FIFO （先进先出）缓冲器实现，可以提高通信的效率。
（2）时钟和控制逻辑：发送电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的发送和处理。
（3）格式化：发送电路需要对数据进行格式化，包括数据位、校验位和停止位的配置。
格式化的目的是提高数据的准确性和可靠性。
3. 设计接收电路接收电路的主要任务是将串行数据转换为并行数据，并将数据传输到接收设备。
设计接收电路时，需要考虑以下几点：（1）接收缓冲器：接收缓冲器用于存储接收到的数据。
它通常由一个FIFO 缓冲器实现，可以提高数据的接收效率。
（2）时钟和控制逻辑：接收电路需要一个时钟信号来同步数据传输，并且需要控制逻辑来控制数据的接收和处理。
（3）解码和处理：接收电路需要对接收到的数据进行解码和处理，包括校验数据的正确性和提取有效数据。
IO口模拟UART串口通信
IO口模拟UART串口通信为了让大家充分理解UART串口通信的原理，我们先用P3.0和P3.1这两个当做IO口来开展模拟实际串口通信的过程，原理搞懂后，我们再使用存放器配置实现串口通信过程。
对于UART串口波特率，常用的值是300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、28800、38400、57600、115200、128000、256000等速率。
IO口模拟UART串行通信程序是一个简单的演示程序，我们使用串口调试助手下发一个数据，数据加1后，再自动返回。
串口调试助手，在我们开展全板子测试视频的时候，大家已经见过，这里我们直接使用STC-ISP软件自带的串口调试助手，先把串口调试助手使用给大家说一下，如图1所示。
第一步要选择串口助手菜单，第二步选择十六进制显示，第三步选择十六进制发送，第四步选择COM口，这个COM口要和自己电脑设备管理器里的那个COM口一致，波特率是我们程序设定好的选择，我们程序中让一个数据位持续时间是1/9600秒，那这个地方选择波特率就是选9600，校验位选N，数据位8，结束位1。
图1串口调试助手示意图串口调试助手的实质就是我们利用电脑上的UART通信接口，通过这个UART接口发送数据给我们的单片机，也可以把我们的单片机发送的数据接收到这个调试助手界面上。
因为初次接触通信方面的技术，所以我对这个程序开展一下解释，大家可以边看我的解释边看程序，把底层原理先彻底弄懂。
变量定义部分就不用说了，直接看main主函数。
首先是对通信的波特率的设定，在这里我们配置的波特率是9600，那么串口调试助手也得是9600。
配置波特率的时候，我们用的是定时器0的模式2。
模式2中，不再是TH0代表高8位，TL0代表低8位了，而只有TL0在开展计数了。
当TL0溢出后，不仅仅会让TF0变1，而且还会将TH0中的内容重新自动装到TL0中。
这样有一个好处，我们可以把我们想要的定时器初值提前存在TH0中，当TL0溢出后，TH0自动把初值就重新送入TL0了，全自动的，不需要程序上再给TL0重新赋值了，配置方式很简单，大家可以自己看下程序并且计算一下初值。
uart通信的详细讲解
uart通信的详细讲解UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串行通信协议，常用于将数据传输至微控制器、传感器、无线模块等外部设备。
它是一种异步通信方式，意味着数据是以字节为单位发送和接收的，并且在数据发送和接收之间没有时钟信号进行同步。
下面将详细介绍UART通信的原理和工作流程。
UART通信基于一对输入输出引脚，其中TX（发送）和RX（接收）引脚分别用于数据的发送和接收。
通过这对引脚，数据可以以位的形式在串行总线上传输。
TX引脚用于将数据发送给接收方，RX引脚用于接收从发送方发送的数据。
在UART通信中，发送方和接收方之间需要事先约定好一些通信参数，包括波特率（通信速率），数据位宽，校验位和停止位。
通信起始阶段，发送方将要发送的数据从最高有效位（MSB）开始依次发送到TX引脚上。
UART通信是异步的，没有外部时钟信号作为同步信号，因此发送方和接收方之间需要通过提前约定的波特率来进行同步。
波特率表示每秒传输的位数，通常以波特（baud）为单位进行衡量。
在发送数据前，发送方需要先发送一个起始位（通常为逻辑低电平）来通知接收方数据的到来。
然后连续发送数据的位数。
发送方还可以选择在数据位之后发送一位校验位来增强数据的可靠性。
最后，发送方发送一个或多个停止位（通常为逻辑高电平）来标志数据的结束。
接收方在接收数据时，根据约定好的波特率等参数从RX引脚接收数据。
接收方在接收到起始位时开始接收数据，并按照波特率计时以正确的速率接收数据位。
在接收数据后，接收方还可以验证校验位的正确性。
如果校验位不匹配，接收方可以丢弃接收到的数据或者发生错误的数据信号。
最后，接收方等待一个或多个停止位来表示数据的结束。
UART通信的数据传输速率受到波特率的限制，快速的数据通信需要更高的波特率。
波特率的选择要根据通信双方的要求和硬件性能来确定。
总之，UART通信是一种简单、低成本的串行通信方式，用于将数据以位的形式在发送方和接收方之间传输。
K60各模块入门培训教程
K60各模块入门培训教程K60是一款ARM Cortex-M4内核的微控制器系列，由恩智浦半导体（NXP）公司推出。
K60系列微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设和丰富的开发工具支持等特点，适用于各种应用场景。
本教程将重点介绍K60微控制器的各个模块，包括GPIO（通用输入输出）、UART（串口通信）、SPI（串行外设接口）、I2C（串行接口）、ADC（模拟数字转换器）、PWM（脉冲宽度调制）等。
每个模块都将详细介绍其功能和使用方法。
一、GPIO模块GPIO模块是K60微控制器的通用输入输出模块，用于控制外部硬件设备。
K60系列微控制器通常具有多个GPIO引脚，可以配置为输入或输出。
在本教程中，我们将介绍如何配置GPIO引脚的方向（输入或输出）、读取输入引脚的状态和设置输出引脚的状态等。
二、UART模块UART模块是K60微控制器的串口通信模块，用于与外部设备进行异步通信。
K60系列微控制器通常具有多个UART模块，每个UART模块都包含发送和接收功能。
在本教程中，我们将介绍如何配置UART模块的波特率、数据位、停止位和校验位等，并编写代码实现通过UART与外部设备进行通信。
三、SPI模块SPI模块是K60微控制器的串行外设接口模块，用于与外部设备进行全双工的串行通信。
K60系列微控制器通常具有多个SPI模块，每个SPI模块都包含主机和从机模式。
在本教程中，我们将介绍如何配置SPI模块的工作模式（主机或从机）、时钟极性和相位等，并编写代码实现通过SPI与外部设备进行通信。
四、I2C模块I2C模块是K60微控制器的串行接口模块，用于与外部设备进行双向的串行通信。
K60系列微控制器通常具有多个I2C模块，每个I2C模块都可以配置为主机或从机。
在本教程中，我们将介绍如何配置I2C模块的工作模式（主机或从机）、时钟频率和从机地址等，并编写代码实现通过I2C与外部设备进行通信。
五、ADC模块ADC模块是K60微控制器的模拟数字转换模块，用于将模拟信号转换为数字信号。