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Puertos Series (USART) en el microcontrolador LPC43XX con la biblioteca LPCOpen

Los periféricos USART (por sus siglas en ingles de Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) son dispositivos de comunicación serie síncrona o asíncrona, que permite conectar el microcontrolador con otros equipos, obteniendo de esta forma un método simple para comunicar o recibir datos del exterior.

El LPC43xx posee 3 USART y 1 UART (solo permite el modo asíncrono) esta última con los pines necesarios para implementar una comunicación con un MODEM.

Lineas de comunicación

USART 0,2,3

Señal	Descripción
RxD	Entrada
TxD	Salida
DIR	Utilizado en RS-485 y EIA-485
UCLK	Clock para modo síncrono
BAUD	Solo disponible en USART3 para interfaz IrDA

UART 1

Señal	Descripción
RxD	Entrada
TxD	Salida
CTS	Clear To Send
DCD	Data Carrier Detect
DSR	Data Set Ready
DTR	Data Terminal Ready
RI	Ring Indicator
RTS	Request To Send

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

EL modo de transmisión asíncrono (UART) corresponde a uno de los protocolos de comunicación serie mas difundidos, en este modo de transición los datos son enviados sin una señal de reloj externa.

Todas las UART del LPC43xx (las 3 USART funcionando en modo asíncrono y la UART) son compatibles con el estándar 550, esto significa que son compatibles con la UART diseñada por National Semiconductors 16550 y salida al mercado en 1987, esta UART reemplazaba a la 8250 primera interfaz serie de la PC XT.

En una transmisión asíncrona, los datos son divididos en palabras de una longitud fija, generalmente octetos, a los cuales se le agregan al comienzo códigos de sincronismo y luego al final del word se pueden agregar espacios, con lo cual permite al receptor identificar un nuevo código de sincronismo.

Como se comentó arriba, las palabras suelen ser octetos, este tipo de comunicación asíncrona se denomina orientada a caracter y uno de los estándar mas comunes es el RS-232 (Recommended Standard 232).

RS-232

El estándar RS-232 es una norma para el intercambio de datos entre dos dispositivos denominados DTE (Equipo terminal de datos) con un DCE (Equipo de comunicación de datos), A pesar de que este estándar soporta comunicación síncrona, su uso mas habitual es en comunicaciones asíncronas por ejemplo el implementado en una PC.

En el caso habitual de una PC llamaremos a la misma DTE, donde el DCE generalmente era el modem, en el caso de comunicarse dos PC entre si (DTE con DTE) no habrá modem, con lo cual la conexión se llamará Null Modem, en estos casos el cable que une las dos computadoras, debe unir las señales de manera cruzada, es decir por ejemplo que la señal denominada TxD en una de las PC debe unirse con la denominada RxD de la otra PC.

Registros

RBR	RO	0x000	Receiver Buffer Register. contiene el proximo byte a ser leido (DLAB = 0).
THR	WO	0x000	Transmit Holding Register se escribe el proximo byte a enviar (DLAB = 0).
DLL	R/W	0x000	Divisor Latch LSB. parte menos significativa del divisor (DLAB = 1).
DLM	R/W	0x004	Divisor Latch MSB. parte mas significativa del divisor (DLAB = 1).
IER	R/W	0x004	Interrupt Enable Register. contiene la habilitación de las 7 posibles fuentes de interrupción (DLAB = 0)
IIR	RO	0x008	Interrupt ID Register. Interrupciones pendientes
FCR	WO	0x008	FIFO Control Register. Controla la FIFO
LCR	R/W	0x00C	Line Control Register. Contiene el formato de del frame
LSR	RO	0x014	Line Status Register. Contiene las banderas del estado de la transmisión y recepción

-CR R/W 0x01C Scratch Pad Register. Eight-bit temporary storage for software. 0x00 Table 933 ACR R/W 0x020 Auto-baud Control Register. Contains controls for the auto-baud feature. 0x00 Table 934 ICR R/W 0x024 IrDA control register (USART3 only) 0x00 Table 935 FDR R/W 0x028 Fractional Divider Register. Generates a clock input for the baud rate divider. 0x10 Table 937 OSR R/W 0x02C Oversampling Register. Controls the degree of oversampling during each bit time. 0xF0 Table 938 - - 0x030 - 0x03C Reserved - - HDEN R/W 0x040 Half-duplex enable Register - - 0x044 Reserved - SCICTRL R/W 0x048 Smart card interface control register 0x00 Table 940 RS485CTRL R/W 0x04C RS-485/EIA-485 Control. Contains controls to configure various aspects of RS-485/EIA-485 modes. 0x00 Table 941 RS485ADRMATCH R/W 0x050 RS-485/EIA-485 address match. Contains the address match value for RS-485/EIA-485 mode. 0x00 Table 942 RS485DLY R/W 0x054 RS-485/EIA-485 direction control delay. 0x00 Table 943 SYNCCTRL R/W 0x058 Synchronous mode control register. 0x00 Table 944 TER R/W 0x05C Transmit Enable Register. Turns off USART transmitter for use with software flow control. 0x01 Table 945

Utilización de la USART del LPC43xx

Para implementar una interfaz serie RS-232, utilizaremos una USART en particular, la número 2, en la placa EDU-CIAA esta USART fue cableada al integrado FTDI2232, el mismo es el encargado de realizar la interfaz JTAG del microcontrolador y el USB, además de esta tarea, incorpora un puerto extra configurado en este caso como puerto serie asíncrono. Es en ese puerto donde se conecta los pines de la USART2 permitiendo realizar una muy sencilla conexión entre la PC y la EDU-CIAA.

Para la configuración de el puerto, se utilizará la librería LPCOpen

Configurar el SCU

Se deben configurar los pines para ser usados por la USART, en su modo asincrónico solo utiliza dos señales RX y TX, estas serán las que se deberan configurar en la SCU.

Para evitar anular un dispositivo por ser requerido los pines para otra función, este microcontrolador mapea en varios pines cada linea de la USART, en el caso de la USART2 tenemos las siguientes opciones

U2_TXD	en los pines P1_15, P2_10, P7_1, PA_1
U2_RXD	en los pines P1_16, P2_11, P7_2, PA_2

En el momento de rutear la placa se eligió la dupla P7_1 y P7_2 como los pines para ser unidos al FTDI2232, eso obliga a seleccionar esos pines como la salida para la UART

   Chip_SCU_PinMux(7,1,0,FUNC6); /* P7_1: UART2 TXD */
   Chip_SCU_PinMux(7,2,0,FUNC6); /* P7_2: UART2 RXD */

Configurar el Periférico

Como segunda fase, se encuentra la configuración del propio dispositivo

en este caso se deberá

Inicializar la UART

void Chip_UART_Init(LPC_USART_T *pUART);

Configurar velocidad de transmisión

Status Chip_UART_SetBaud(LPC_USART_T *pUART,uint32_t baudrate);

Configurar la FIFO

STATIC INLINE void Chip_UART_SetupFIFOS(LPC_USART_T *pUART,uint32_t fcr);

Donde fcr se deberá configurar de la siguiente forma UART_FCR_FIFO_EN para habilitar la FIFO y UART_FCR_TRG_LEV0 para generar evento por cada byte recibido

Todas estas acciones se realizan sobre el registro FCR, este registro es utilizado para configurar la FIFO, se muestra a continuación las distintas opciones que posee,(extraído del manual del usuario)

Habilitar la Transmisión

STATIC INLINE void Chip_UART_TXEnable(LPC_USART_T *pUART);

Uso de la UART

Una vez habilitada y en funcionamiento, se podrá enviar o leer los bytes recibido por medio de dos funciones de la LPCOpen

Enviar un byte

STATIC INLINE void Chip_UART_SendByte (LPC_USART_T *pUART, uint8_t data);

Recibir un byte

STATIC INLINE uint8_t Chip_UART_ReadByte (LPC_USART_T *pUART);

UntitledWiki: WebHome/Hardware/UART (última edición 2017-07-31 21:56:14 efectuada por GuillermoSteiner)

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  Editor: GuillermoSteiner
  Comentario:
-Los textos eliminados se marcan así.
+Los textos añadidos se marcan así.
 Línea 5:
-El LPC43xx posee 4 USART, una USART con los pines necesarios para implementar un MODEM y 3 sin esta posibilidad.
+El LPC43xx posee 3 USART y 1 UART (solo permite el modo asíncrono) esta última con los pines necesarios para implementar una comunicación con un MODEM.
 Línea 18:
-==== USART 1 ====
+==== UART 1 ====
 Línea 30:
-En particular la USART funcionando en modo asíncrono (UART) es uno de los protocolos de comunicación serie mas difundidos.
 Línea 35:
-Todas las UART del LPC43xx son compatibles con el estándar 550 (Cuando se referencia a una UART como "UART 550" o "UART compatible con 550" se refiere a que la misma es compatible con la UART diseñada por National Semiconductors 16550 esta UART salida al mercado en 1987 reemplazaba a la 8250, esta última utilizada en la primera PC XT como interfaz serie)
+EL modo de transmisión asíncrono (UART) corresponde a uno de los protocolos de comunicación serie mas difundidos, en este modo de transición los datos son enviados sin una señal de reloj externa.
 Línea 37:
-En este modo de transición los datos son enviados sin una señal de reloj externa.
+Todas las UART del LPC43xx (las 3 USART funcionando en modo asíncrono y la UART) son compatibles con el estándar 550, esto significa que son compatibles con la UART diseñada por National Semiconductors 16550 y salida al mercado en 1987, esta UART reemplazaba a la 8250 primera interfaz serie de la PC XT.
-Línea 48:
+Línea 49:
+== Registros ==

|| RBR || RO  || 0x000 || Receiver Buffer Register. contiene el proximo byte a ser leido (DLAB = 0). ||
|| THR || WO  || 0x000 || Transmit Holding Register se escribe el proximo byte a enviar (DLAB = 0). ||
|| DLL || R/W || 0x000 || Divisor Latch LSB. parte menos significativa del divisor (DLAB = 1). ||
|| DLM || R/W || 0x004 || Divisor Latch MSB. parte mas significativa del divisor   (DLAB = 1). ||
|| IER || R/W || 0x004 || Interrupt Enable Register. contiene la habilitación de las 7 posibles fuentes de interrupción (DLAB = 0) ||
|| IIR || RO  || 0x008 || Interrupt ID Register. Interrupciones pendientes ||
|| FCR || WO  || 0x008 || FIFO Control Register. Controla la FIFO ||
|| LCR || R/W || 0x00C || Line Control Register. Contiene el formato de del frame ||
|| LSR || RO || 0x014  || Line Status Register. Contiene las banderas del estado de la transmisión y recepción ||
-CR R/W 0x01C Scratch Pad Register. Eight-bit temporary storage for
software. 0x00 Table 933
ACR R/W 0x020 Auto-baud Control Register. Contains controls for the
auto-baud feature. 0x00 Table 934
ICR R/W 0x024 IrDA control register (USART3 only) 0x00 Table 935
FDR R/W 0x028 Fractional Divider Register. Generates a clock input for the
baud rate divider. 0x10 Table 937
OSR R/W 0x02C Oversampling Register. Controls the degree of
oversampling during each bit time. 0xF0 Table 938
- - 0x030 -
0x03C Reserved - -
HDEN R/W 0x040 Half-duplex enable Register - - 0x044 Reserved - SCICTRL R/W 0x048 Smart card interface control register 0x00 Table 940
RS485CTRL R/W 0x04C RS-485/EIA-485 Control. Contains controls to configure
various aspects of RS-485/EIA-485 modes. 0x00 Table 941
RS485ADRMATCH R/W 0x050 RS-485/EIA-485 address match. Contains the address
match value for RS-485/EIA-485 mode. 0x00 Table 942
RS485DLY R/W 0x054 RS-485/EIA-485 direction control delay. 0x00 Table 943
SYNCCTRL R/W 0x058 Synchronous mode control register. 0x00 Table 944
TER R/W 0x05C Transmit Enable Register. Turns off USART transmitter for
use with software flow control. 0x01 Table 945
-Línea 61:
+Línea 94:
-     {{attachment:uart_1.png | "uart_1.png" | width="40%" }}
-Línea 68:
+Línea 99:
+     {{attachment:uart_1.png | "uart_1.png" | width="60%" }}
-Línea 70:
+Línea 102:
-   Chip_SCU_PinMux(7,1,0,FUNC6); /* P7 1: UART3 TXD */
   Chip_SCU_PinMux(7,2,0,FUNC6); /* P7 2: UART3 RXD */
+   Chip_SCU_PinMux(7,1,0,FUNC6); /* P7_1: UART2 TXD */
   Chip_SCU_PinMux(7,2,0,FUNC6); /* P7_2: UART2 RXD */
-Línea 75:
+Línea 107:
+Como segunda fase, se encuentra la configuración del propio dispositivo 

en este caso se deberá 

 * Inicializar la UART
{{{ void Chip_UART_Init(LPC_USART_T *pUART); }}}
 * Configurar velocidad de transmisión 
{{{ Status Chip_UART_SetBaud(LPC_USART_T *pUART,uint32_t baudrate); }}} 
 * Configurar la FIFO
{{{ STATIC INLINE void Chip_UART_SetupFIFOS(LPC_USART_T *pUART,uint32_t	fcr);}}}

Donde fcr se deberá configurar de la siguiente forma 
UART_FCR_FIFO_EN para habilitar la FIFO y UART_FCR_TRG_LEV0 para generar evento por cada byte recibido 
       
Todas estas acciones se realizan sobre el registro FCR, este registro es utilizado para configurar la FIFO, se muestra a continuación las distintas opciones que posee,(extraído del manual del usuario) 
 
      {{attachment:uartfcr_svg.png | "uartfcr_svg.png" | width="40%" }}	
 * Habilitar la Transmisión 
{{{ STATIC INLINE void Chip_UART_TXEnable(LPC_USART_T *pUART);	}}}

=== Uso de la UART ===

Una vez habilitada y en funcionamiento, se podrá enviar o leer los bytes recibido por medio de dos funciones de la LPCOpen 

 * Enviar un byte 
 
{{{STATIC INLINE void Chip_UART_SendByte (LPC_USART_T *pUART, uint8_t data); }}}

 * Recibir un byte 

{{{STATIC INLINE uint8_t Chip_UART_ReadByte (LPC_USART_T *pUART);}}}

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