【经验】低功耗蓝牙SoC芯片EFR32BG系列的UART串口通信参考代码与解析

2020-02-10 世强
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EFR32BGSILICON LABS公司的高性能低功耗蓝牙SoC芯片。支持蓝牙5.0、5.1协议和蓝牙Mesh协议,最大发射功率可达+20dbm,接收灵敏度可达-98.9dbm@1Mbps。发射电流3.5mA@0dbm,接收电流仅有2.6mA。广泛用于智能门锁,蓝牙门禁系统,照明系统,智能家居,以及各种需要与智能手机连接的设备中。


在开发EFR32BG蓝牙SoC的代码过程中,经常需要用到uart通信,本文详细介绍如何找到参考代码以及代码解析。本文演示操作使用了EFR32BG21蓝牙SoC芯片的评估板,其他型号的蓝牙评估板或者蓝牙芯片型号对应的操作类似。本文使用的蓝牙SDK版本是2.13.0。


如果使用2.4.2版本或以前的蓝牙SDK,因为之前的一些版本SDK支持可视化的外设配置工具,可以参考文档:【经验】如何实现低功耗智能蓝牙SOC芯片EFR32BG UART通信接口配置与数据收发?

 

接下来,我们详细介绍如何找到EFR32BG蓝牙SoC的uart参考代码,其实很简单,在Simplicity Studio v4开发平台中,生成一份和芯片或者评估板对用的soc-empty工程代码,里面就包含了uart通信的代码。但是里面默认了一些uart配置参数,可能不是我们期望的,本文也会详细介绍如何去修改uart通信的引脚配置和参数等。 

 

 

在soc-empty参考代码中,app.c文件中有uart串口的初始化:

  /* Initialize debug prints. Note: debug prints are off by default. See DEBUG_LEVEL in app.h */
  initLog();

在soc-empty_BG21_UART_test\hardware\kit\common\drivers目录下,可以看到retargetserial.c文件。uart的初始化配置就在这个函数中了, void RETARGET_SerialInit(void),如果我们需要修改uart通信的参数,就可以在这里修改。

 

1、在void RETARGET_SerialInit(void)函数中,如下函数,是配置了一个GPIO口,用于使能评估板底板上的USB转uart功能的开关,只有在评估板上需要使用;在我们的产品中通常就用不到了,因此可以屏蔽这句代码。

  /* Enable DK RS232/UART switch */
  //RETARGET_PERIPHERAL_ENABLE();

 

2、修改uart波特率,默认的uart参数是115200,8N1。配置的代码在void RETARGET_SerialInit(void)函数中如下语句:

  USART_TypeDef           *usart = RETARGET_UART;
  USART_InitAsync_TypeDef init   = USART_INITASYNC_DEFAULT;

 

具体的USART_INITASYNC_DEFAULT定义在em_uart.h文件中,但是我们通常不建议直接修改em_usart.h库文件,如下:

/* Default USART Async struct for Series 1 and Series 2 devices */
#define USART_INITASYNC_DEFAULT                                                                    \
  {                                                                                                \
    usartEnable,           /* Enable RX/TX when initialization is complete. */                     \
    0,                     /* Use current configured reference clock for configuring baud rate. */ \
    115200,                /* 115200 bits/s. */                                                    \
    usartOVS16,            /* 16x oversampling. */                                                 \
    usartDatabits8,        /* 8 data bits. */                                                      \
    usartNoParity,         /* No parity. */                                                        \
    usartStopbits1,        /* 1 stop bit. */                                                       \
    false,                 /* Do not disable majority vote. */                                     \
    false,                 /* Not USART PRS input mode. */                                         \
    0,                     /* PRS channel 0. */                                                    \
    false,                 /* Auto CS functionality enable/disable switch */                       \
    0,                     /* Auto CS Hold cycles */                                               \
    0,                     /* Auto CS Setup cycles */                                              \
    usartHwFlowControlNone /* No HW flow control */                                                \
  }
#endif

 

可以按照下方的方式修改uart波特率为9600,同时需要在文件开头中包含em_usart.h头文件,例如:

特别提醒:使用EFR32BG21的评估板底板上集成的USB转串口功能连接电脑的串口助手工具测试时,波特率配置除115200之外的其他波特率会通信不正确,从评估板侧边的扩展口,外接一个uart转USB工具,9600、57600、19200等等波特率通信都是正常了。这个问题是评估板底板的问题,EFR32BG21芯片本身uart通信是没有问题的。

  #include "em_usart.h"

  。。。

  USART_TypeDef           *usart = RETARGET_UART;
  USART_InitAsync_TypeDef init   = USART_INITASYNC_DEFAULT; 

  init.baudrate= 9600;

 

3、修改UART口以及TX,RX对应的引脚。在工程中可以找到hal-config-board.h文件中,我们就可以根据实际电路图来修改对应的UART引脚了。注意如果以EVB板生产的soc-empty参考代码,hal-config-board.h文件目录在soc-empty_BG21_UART_test\hardware\kit\EFR32MG21_BRD4181A\config;如果是以芯片型号生成的soc-empty参考代码,hal-config-board.h文件目录在soc-empty代码工程的根目录下。以本文EFR32BG21 EVB生成的代码为例,使用uart引脚分配如下,如果不用硬件流控,可以不配置CTS和RTS,如果需要使用UART0,UART1,UART2,以及对应RX 、TX引脚,就直接修改宏定义即可:

 

// $[SERIAL]
#define BSP_SERIAL_APP_PORT                           (HAL_SERIAL_PORT_USART0)
#define BSP_SERIAL_APP_TX_PIN                         (5U)
#define BSP_SERIAL_APP_TX_PORT                     (gpioPortA)

#define BSP_SERIAL_APP_RX_PIN                         (6U)
#define BSP_SERIAL_APP_RX_PORT                     (gpioPortA)

#define BSP_SERIAL_APP_CTS_PIN                       (4U)
#define BSP_SERIAL_APP_CTS_PORT                   (gpioPortA)

#define BSP_SERIAL_APP_RTS_PIN                       (1U)
#define BSP_SERIAL_APP_RTS_PORT                   (gpioPortC)

 

具体哪些引脚可以作为UART引脚,详见对应芯片的数据手册,例如EFR32BG21的数据手册6.4 Digital Peripheral Connectivity。UART0可以分配的引脚是PA、PB、PC;UART1可以分配的引脚是PA和PB,UART2可以分配的引脚是PC。特别注意不是每个uart都可以使用所有的引脚,请查看数据手册引脚描述章节。

 

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  • maomao Lv8. 研究员 2020-02-10
    学习了~~~
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国民技术(Nations)MCU、电源管理/安全芯片、无线射频产品选型指南

描述- 国民技术股份有限公司(简称:国民技术)是中国通用MCU、安全芯片领先企业和国家高新技术企业, 具有二十余年商用密码的领先优势。2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立,总部位于深圳,在北京、上海、武汉、西安、重庆、香港、新加坡、美国奥斯汀、日本东京等地设有分支机构。

型号- N32G032P6W7,N32WB020,Z32HCD2S系列,N32G435RB,NB201YBF6C,N32G435R8,N32G451系列,N32G452VB,N32G031K6Q7,N32G452VE,BN32G432CB,N32G452VC,N32G401K6L7,N32G030K6L7,N32G020GX,N32WB020系列,BN32G432C8,N32G430K6Q7,N32S032,N32S033系列,N32S033,N32G430G8Q7,Z8系列,N32G455MB,N32G430C8L7,N32G031F8S7,N32L402R8,N32G401系列,N32G031C8L7,N32G401,N32G430F6S7-1,N32G0XX,Z32,N32G455ME,N32G455MC,N32G457QE,N32G430F8S7,N32G032F6S7,N32G451RE,N32M418系列,N32G452系列,N32L40X,N32G451RC,N32G451RB,Z8D16R-2,N32G401F8Q7,N32S032系列,Z32HCD2S,N32L436MB,N32M0XX,N32WB030,NS3300,N32G457QE_EVB,N32G4FRRE,N32G432K8,N32G401K8Q7,N32G031F8U7,EN32G455RC,N32G032F6U7,N32G451CE,EN32G455RB,N32G432KB,N32G430F6Q7,N32G451CC,N32G451CB,EN32G455RE,W25Q128,N32A455系列,N32WB452LE,N32M417系列,N32G030C8L7,N32L436CB,N32G003F5Q7,N32G430系列,N32M418,N32M417,N32A455CE,N32G401K8L7,N32L403KBQ7-1,N32G435,N32M418K8L7,N32G432,N32G430,N32G430K8Q7,N32L436C8,N32L406MB,N32L43X,N32A455,N32G401F8S7-1,N32WB031KEQ6-2,N32WB452,N32G031F6S7,N32G031系列,N32G452CE,Z32HCD2,N32G457MC,N32G032K8L7,N32G452CC,N32G452CB,N32G030K6Q7,N32G430K6L7,N32G457ME,N32A455VE,N32G455VE,N32G003F5S7,N32G003F4Q7,N32G401C6Q7,N32L436R8,BN32G435GB,N32G455VC,N32G455VB,N32G4FRME,N32L433K8,BN32G435G8,N32G457,N32H7XX,N32L4XX系列,N32L43X系列,N32G455,N32L402RB,Z32H330TC,N32G451,N32G452,N32G457QEL7,N32WB030KXQ7,N32G031K8Q7-1,N32L433KB,N32G031F6U7,N32G452QE,N32G452QC,N32S,N32L402CB,N32G003系列,N32G030系列,N32S003系列,NB401系列,N32L436RB,N32L402C8,N32G430F8Q7,N32G430C6Q7,N32L4XX,N32G430F8S7-1,N32G030K6Q7-1,N32G4FR,N32A4XX,N32G432系列,N32G455系列,NB401KBQ6C,N32G4FRKC,N32G003F4S7,NB201,N32G032R8L7,Z8,N32G030F6S7,N32G435K8,N32G031K8L7,N32G401C6L7,N32A47X,Z32HUA系列,EN32G452RE,N32G4FRKE,N32G4XX,N32L403K8,EN32G452RB,NWF580,EN32G452RC,N32G003,N32G435KB,N32G430K8L7,N32G032K6L7,BN32G435CB,N32G457VE,N32G457VC,N32G432RB,N32G401C8Q7,N32G020系列,N32G4FRHE,N32G4FRHC,BN32G435C8,N32G030F6U7,N32A455RE,N32G452ME,N32M4XX,N32G452MC,N32G452MB,NB401,Z32系列,N32G032系列,N32G401G6Q7,N32G455CC,N32G455CB,N32G455CE,N32G020,Z32HUA,N32G430C8Q7,N32G457系列,N32G032P8W7,Z32HUB,N32WB031KCQ6-1,N32G031K8Q7,N32G401F6S7-1,N32G020KX,N32G032K6Q7,N32L403KBQ7,Z8IDA系列,N32G030K8L7,NB201系列,N32G031,N32G032,N32G030C8T7,N32G030,N32G430G6Q7,N32G031K6L7,N32G401C8L7,N32G430C6L7,N32G032C8L7,Z8IDA,N32WB03X,N32H47X,N32G432R8,N32WB452系列,N32WB020GEQI,N32WB030系列,N32S003,N32G430F6S7,N32G031K6Q7-1,N32G032F8S7,Z32HCD2系列,N32G435系列,N32G457RE,N32G457RC,N32G451VC,N32G452RBL7,N32G451VE,N32L406R8,N32G401F6Q7,N32S系列,N32H48X,N32L406RB,N32WB452RE,N32G4FR系列,N32L406C8,N32M417C8L7,N32L406CB,N32WB452CE,N32G401K6Q7,N32A0XX,N32WB03X系列,Z32HM,N32G401G8Q7,N32L436MBL7_EVB,N32L40X系列,Z32HUB系列

选型指南  -  国民技术  - 2024年1月版  - 2024年1月 PDF 中文 下载

安信可TG-02/TG-02F/TG-02M蓝牙模组,支持BLE5.1,可接入阿里生态系列

安信可科技针对物联网设计通用型的蓝牙模组,其功能强大、用途广泛。可以用于智能灯、智能插座、智能空调等其他智能家电。安信可蓝牙模块主要分为PB系列、TB系列、TG系列,本文给大家带来可接入阿里系列的TG-02/TG-02F/TG-02M。

产品    发布时间 : 2024-06-27

基于芯海蓝牙芯片CST92F42的测温终端应用,集成了蓝牙基带和丰富外围设备及IO扩展

芯海芯海蓝牙CST92F42除了测温终端,同步可应用于专有2.4-GHz系统、人机接口设备(键盘、鼠标和遥控器),运动和休闲设备、移动电话配件和消费电子产品等。

应用方案    发布时间 : 2024-05-31

思为无线发布低功耗、小体积、远距离蓝牙5.2数传模块BLE5201,发射功率最高6dBm

思为无线BLE5201蓝牙5.2数传模块具备超低发射和接收电流(发射功率为0dBm时3.6mA;接收2.6mA)和高性能、低功耗M33内核,可将纽扣电池的寿命延长至十年。目标应用包括蓝牙Mesh低功耗节点、智能门锁、个人医疗保健和健身设备。

产品    发布时间 : 2024-06-21

【应用】亚米级、发射电流仅3.5mA@0dBm的蓝牙AOA室内定位系统方案

本方案采用Silicon Labs的低功耗蓝牙SoC芯片EFR32BG22,并搭配EPSON的高精度晶体38.4MHz无源晶体Q22FA1280041500,圣邦微SGMICRO的低噪声LDO SGM2036器件,实现亚米级、可探测方向、电池使用时间长的蓝牙AOA室内定位系统设计。

应用方案    发布时间 : 2020-04-11

【应用】国产蓝牙SoC CH582M用于加湿器,自带14路电容触摸通道功能,片上集成2Mbps低功耗蓝牙BLE通讯模块

加湿器在我们日常的生活中使用的频率也变得越来越高,也变得越来越智能,笔者的一个客户就做了一款智能加湿器,加湿器使用电容触摸按键,同时带蓝牙功能,能通过手机app控制,同时查看状态,其中主控芯片使用的就是沁恒的蓝牙SoC CH582M。

应用方案    发布时间 : 2023-02-24

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品牌:SILICON LABS

品类:Wireless Gecko SoC

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品类:Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor

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品类:Light Sensor

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品类:Gecko MCU

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品类:Wireless SoC

价格:¥15.1400

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品类:Mixed-Signal MCU

价格:¥11.1200

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蓝牙射频及通信协议测试

根据用户的蓝牙模块,使用Bluetooth 蓝牙测试装置MT8852B,测试蓝牙1.0至5.1,包括传输速率、功率、频率、调制和接收机灵敏度,生成测试报告。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。

实验室地址: 深圳 提交需求>

低功耗测试

提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务,使用直流电源分析仪测量精度达50µV,8nA,波形发生器带宽100kHz,输出功率300W,示波器200kHz,512 kpts

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