《嵌入式系统 – GD32应用开发实战指南》第4章 UART实践

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4.1 RT-Thread 的UART简介
4.2 UART使用实例

开发环境：
IDE：RT-Thread Studio 2.1.5
开发板：GD32407V-START

很多朋友在调试的时候，都喜欢使用串口来调试。毕竟简单嘛，GD32的串口资源非常丰富，笔者已经完成了GD32不同系列的串口驱动，大家可以直接使用。

4.1 RT-Thread 的UART简介

UART和其他设备一样，应用程序通过统一的设备管理接口来访问串口硬件，相关接口如下所示：

函数	描述
rt_device_find()	查找设备
rt_device_open()	打开设备
rt_device_read()	读取数据
rt_device_write()	写入数据
rt_device_control()	控制设备
rt_device_set_rx_indicate()	设置接收回调函数
rt_device_set_tx_complete()	设置发送完成回调函数
rt_device_close()	关闭设备

关于API的详细描述请参看官网手册：
UART API

UART的主要步骤如下所示：
1.首先查找串口设备获取设备句柄。
2.配置串口参数。
3.初始化回调函数发送使用的信号量，然后以读写及中断接收方式打开串口设备。
4.设置串口设备的接收回调函数，之后发送字符串，并创建读取数据线程。

运行序列图如下图所示：

上述方式是基于中断实现的，当然也可使用DMA，目前UART驱动还不支持，待以后完善吧。

4.2 UART使用实例

笔者这里使用的是GD32407V-START开发板，GD32407V-START的有6路串口，均通过引脚引出，UART1已经用作调试口，因此笔者这里使用UART2演示。

首先看下电路图：

串口2使用的是PB10和PB11。

只需要简单配置就可使用，当然也可使用其他串口。

在applications文件夹下新建task.c文件。核心代码如下：
[task.c]

/**
  ******************************************************************************
  * @file                task.c
  * @author              BruceOu
  * @lib version         V3.5.0
  * @version             V1.0
  * @date                2022-01-31
  * @blog                https://blog.bruceou.cn/
  * @Official Accounts   嵌入式实验楼
  * @brief               RTT任务
  ******************************************************************************
  */
/*Includes**********************************************************************/
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>

#define SAMPLE_UART_NAME                 "uart2" /* 串口设备名称 */

struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;  /* 初始化配置参数 */

/* 用于接收消息的信号量 */
static struct rt_semaphore rx_sem;
static rt_device_t serial;

/**
  * @brief  uart_input //接收数据回调函数
  * @param  dev
  *         size
  * @retval RT_EOK
  */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /* 串口接收到数据后产生中断，调用此回调函数，然后发送接收信号量 */
    rt_sem_release(&rx_sem);

    return RT_EOK;
}

/**
  * @brief  serial_thread_entry
  * @param  parameter
  * @retval None
  */
static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    char ch;

    while (1)
    {
        /* 从串口读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */
        while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1)
        {
            /* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */
            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        }
        /* 读取到的数据输出 */
        rt_kprintf("%c",ch);
    }
}

/**
  * @brief  thread_serial
  * @param  None
  * @retval ret
  */
int thread_serial(void)
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    char uart_name[RT_NAME_MAX];
    char str[] = "hello RT-Thread!\r\n";

    rt_strncpy(uart_name, SAMPLE_UART_NAME, RT_NAME_MAX);

    /* 查找系统中的串口设备 */
    serial = rt_device_find(uart_name);
    if (!serial)
    {
        rt_kprintf("find %s failed!\n", uart_name);
        return RT_ERROR;
    }
    /* 修改串口配置参数 */
    config.baud_rate = BAUD_RATE_115200;        //修改波特率为 115200
    config.data_bits = DATA_BITS_8;           //数据位 8
    config.stop_bits = STOP_BITS_1;           //停止位 1
    config.bufsz     = 64;                   //修改缓冲区 buff size 为 128
    config.parity    = PARITY_NONE;           //无奇偶校验位

    /* 控制串口设备。通过控制接口传入命令控制字，与控制参数 */
    rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

    /* 初始化信号量 */
    rt_sem_init(&rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    /* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */
    rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
    /* 设置接收回调函数 */
    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);
    /* 发送字符串 */
    rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

    /* 创建 serial 线程 */
    rt_thread_t thread = rt_thread_create("serial", serial_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10);
    /* 创建成功则启动线程 */
    if (thread != RT_NULL)
    {
        rt_thread_startup(thread);
    }
    else
    {
        ret = RT_ERROR;
    }

    return ret;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(thread_serial, uart device sample);