【经验】Silicon Labs EFR32FG14无线SOC芯片使用外设驱动代码实现串口收发数据功能的方法

本文以Simplicity Studio v5软件里面的wmbus_meter例程为例，介绍如何使用“SILICON LABS（芯科科技） EFM32/EFR32芯片外设驱动参考代码”来实现串口收发数据的功能。

1、下载“Silicon Labs（芯科科技） EFM32/EFR32芯片外设驱动参考代码”，本文以中断的方式来实现串口数据收发功能，打开如下路径中的main_s1_pg1_efr.c文件：Silicon Labs（芯科科技） EFM32/EFR32芯片外设驱动参考代码\peripheral_examples-master\series1\usart\async_interrupt\src。由于EFR32FG14无线SOC芯片属于序列1的芯片，所以要使用外设驱动代码中的series1的串口驱动代码。

2、在Simplicity Studio v5软件的工程文件中，右键点击工程名，点击New，再点击Source File，

在New Source File窗口中输入文件名user_usart.c，点击Finish。

以同样的方法点击Header File创建头文件user_usart.h。

3、移植如下代码到user_usart.h文件中，本文将串口缓存区BUFFER_SIZE设为80个字节，可以根据需求修改BUFFER_SIZE的大小。   

#ifndef USER_USART_H_

#define USER_USART_H_

#define BUFFER_SIZE   80

extern uint32_t rx_data_ready;

extern char rx_buffer[BUFFER_SIZE];

extern char tx_buffer[BUFFER_SIZE];

void USER_UsartInit(void);

void USER_UsartTest(void);

#endif /* USER_USART_H_ */

4、移植如下代码到user_usart.c文件中。

#include "em_cmu.h"

#include "em_gpio.h"

#include "em_usart.h"

#include "user_usart.h"

uint32_t rx_data_ready = 0;

char rx_buffer[BUFFER_SIZE];

char tx_buffer[BUFFER_SIZE];

/**************************************************************************//**

 * @brief USART0 RX interrupt service routine

 *****************************************************************************/

void USART0_RX_IRQHandler(void)

{

  static uint32_t i = 0;

  uint32_t flags;

  flags = USART_IntGet(USART0);

  USART_IntClear(USART0, flags);

  /* Store incoming data into rx_buffer, set rx_data_ready when a full

  * line has been received

  */

  rx_buffer[i++] = USART_Rx(USART0);;

  if (rx_buffer[i - 1] == '\r' || rx_buffer[i - 1] == '\f')

  {

    rx_data_ready = 1;

    rx_buffer[i - 1] = '\0'; // Overwrite CR or LF character

    i = 0;

  }

  if ( i >= BUFFER_SIZE - 2 )

  {

    rx_data_ready = 1;

    rx_buffer[i] = '\0'; // Do not overwrite last character

    i = 0;

  }

}

/**************************************************************************//**

 * @brief USART0 TX interrupt service routine

 *****************************************************************************/

void USART0_TX_IRQHandler(void)

{

  static uint32_t i = 0;

  uint32_t flags;

  flags = USART_IntGet(USART0);

  USART_IntClear(USART0, flags);

  if (flags & USART_IF_TXC)

  {

    if (i < BUFFER_SIZE && tx_buffer[i] != '\0')

    {

      USART_Tx(USART0, tx_buffer[i++]);; // Transmit byte

    }

    else

    {

      i = 0; // No more data to send

    }

  }

}

/******************************************************************************

 * @brief Usart Init function

 *****************************************************************************/

void USER_UsartInit(void)

{

  USART_InitAsync_TypeDef init = USART_INITASYNC_DEFAULT;

  char welcome_string[] = "Silicon Labs UART Code example!\r\f";

  uint32_t i;

  // Enable oscillator to GPIO and USART0 modules

  CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

  CMU_ClockEnable(cmuClock_USART0, true);

  // set pin modes for USART TX and RX pins

  GPIO_PinModeSet(gpioPortB, 15, gpioModeInput, 0);       //RX: PB15

  GPIO_PinModeSet(gpioPortB, 14, gpioModePushPull, 1);    //TX: PB14

  // Initialize USART asynchronous mode and route pins

  USART_InitAsync(USART0, &init);

 //PB15->RX: Location 9, PB14->TX: Location 9

  USART0->ROUTELOC0 = USART_ROUTELOC0_RXLOC_LOC9 | USART_ROUTELOC0_TXLOC_LOC9; 

  USART0->ROUTEPEN |= USART_ROUTEPEN_TXPEN | USART_ROUTEPEN_RXPEN;

  //Initializae USART Interrupts

  USART_IntEnable(USART0, USART_IEN_RXDATAV);

  USART_IntEnable(USART0, USART_IEN_TXC);

  //Enabling USART Interrupts

  NVIC_EnableIRQ(USART0_RX_IRQn);

  NVIC_EnableIRQ(USART0_TX_IRQn);

  // Print welcome message

  for (i = 0 ; welcome_string[i] != 0; i++)

  {

    tx_buffer[i] = welcome_string[i];

  }

  USART_IntSet(USART0, USART_IFS_TXC);

}

/******************************************************************************

 * @brief Usart Init function

 *****************************************************************************/

void USER_UsartTest(void)

{

  uint32_t i;

  /* When notified by the RX handler, copy data from the RX buffer to the

   * TX buffer, and start the TX handler */

  if (rx_data_ready)

  {

    USART_IntDisable(USART0, USART_IEN_RXDATAV);

    USART_IntDisable(USART0, USART_IEN_TXC);

    for (i = 0; rx_buffer[i] != 0 && i < BUFFER_SIZE-3; i++)

    {

      tx_buffer[i] = rx_buffer[i];

    }

    tx_buffer[i++] = '\r';

    tx_buffer[i++] = '\f';

    tx_buffer[i] = '\0';

    rx_data_ready = 0;

    USART_IntEnable(USART0, USART_IEN_RXDATAV);

    USART_IntEnable(USART0, USART_IEN_TXC);

    USART_IntSet(USART0, USART_IFS_TXC);

  }

}

5、根据实际使用的串口引脚修改USER_UsartInit()函数，本文使用了PB15作为串口的RX引脚，PB14作为串口的TX引脚。如果实际应用中使用的串口引脚跟本文不一样，需要修改GPIO_PinModeSet()里面的引脚参数；同时还得修改USART0->ROUTELOC0的LOCATION参数，EFR3FG14的USART0外设可以通过不同引脚来实现，所以需要使用LOCATION来确实由哪个引脚来实现；从EFR32FG14的数据手册可以查询到：PB15作为USART0的RX引脚时LOCATION参数为9，PB14作为USART0的TX引脚时LOCATION参数也是9。如果使用其他引脚，则将RX和TX的LOCATION参数都改为相应的编号。

6、在mian.c文件中包含头文件：#include "user_usart.h"。

7、在mian()函数中增加串口初始化代码“USER_UsartInit(); ”，在while()循环中增加串口测试代码“USER_UsartTest();”。

8、执行以上步骤之后，整个串口驱动代码已经移植完成了，不过有以下三个地方会影响到串口测试，需要注意一下。

第一点就是如果工程使用了休眠功能，则在EFR32FG14休眠的时候会影响到串口数据收发功能。由于wmbus_meter例程默认使能了休眠功能，为了方便测试，本文在wmbus_meter.slcp的SOFTWARE COMPONENTS中，搜索sleep，点击Flex-RAIL Power Manager Sleep，并点击Uninstall，将休眠功能关闭。

第二点需要检查SOFTWARE COMPONENTS中是否已经安装了USART外设，如果没有安装USART外设，编译程序会报没有定义USART_RX和USART_TX错误。

第三点就是如果设计EFR32FG14模块的时候没有使用EFR32FG14芯片内部的DCDC转换器来供电，则需要将SOFTWARE COMPONENTS里面Device Init: DC-DC的Enable DC/DC converter取消勾选，不然EFR32FG14模块可能会出现断电后重新上电就不能正常工作的情况。

9、编译程序并把固件烧录到EFR32FG14模块中，在模块上电时，串口会打印“Silicon Labs UART Code example!”，给EFR32FG14的串口发送“hello”加回车时，EFR32FG14会回复“hello”。至此，EFR32FG14增加串口收发数据功能完成。