nrf52840 gpiote如何配置中断输入_（4）nRF52840配置串口数据收发

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Nordic nRF52840芯片内部集成了一个UART外设模块，用于双向异步串口通信。这个外设模块主要有以下特性：全双工，自动硬件流控、奇偶校验、1位停止位。

nRF52840芯片的UART模块在引脚管理上比很多单片机灵活，可以通过引脚配置寄存器，把TXD，RXD，CTS，RTS这四个控制信号映射到48个引脚中的任何一个物理引脚。由于nRF52840芯片只有一个UART模块，因此，不能把同一个引脚都映射为不同的信号，例如，不能同时把P0.06引脚同时映射为TXD和RXD。

nRF52840芯片内部除了集成UART串口模块，还有UARTE模块，UARTE模块和UART模块这两者的区别是，UARTE模块是通过EasyDMA进行数据收发的，使用DMA技术进行数据收发，可以有效降低CPU的负担，因此，后续的例程都是使用UARTE模块进行开发。

nRF52840的UARTE模块的工作原理：不管是发送数据还是接收数据，都是由EasyDMA负责数据在内存RAM和物理线路之间的传输。发送数据的时候，EasyDMA把数据从内存RAM中读出并传输到物理线路中。接收数据的时候，EasyDMA把接收到的数据从物理线路写入到内存RAM中，因此，使用UARTE收发数据时，需要在内存RAM中指定接收和发送缓冲区。

在Nordic提供的SDK里面，有专门针对UART和UARTE操作的库函数，这两者共用一个程序函数库，称为APP_UART，在这个APP_UART中，封装了对UART和UARTE的操作函数，并且通过配置sdk_config.h里面的宏定义来进行条件编译。

软件开发前准备：

开发板：Nordic官方开发板nRF52840-DK(PCA10056)。

编译器：SEGGEREmbedded Studio v4.22

SDK版本：nRF5_SDK_15.2.0_9412b96

1、我们基于前面构建的“003_gpio_test”工程来进行软件开发。先复制一份工程，并重命名为“004_uart_test”，并且把GPIOTE相关的驱动模块添加到工程，完成后打开工程，如下图所示。

以上添加的文件，具体目录如下表所示：

2、为了便于工程管理，我们新建两个文件uarte.c和uarte.h，用来编写串口相关的操作函数，头文件uarte.h的内容如下图所示。

#ifndef _UARTE_H_#define _UARTE_H_#include "nrf_gpio.h"#include "nordic_common.h"#define RX_PIN_NUMBER NRF_GPIO_PIN_MAP(0,8)#define TX_PIN_NUMBER NRF_GPIO_PIN_MAP(0,6)#define CTS_PIN_NUMBER NRF_GPIO_PIN_MAP(0,7)#define RTS_PIN_NUMBER NRF_GPIO_PIN_MAP(0,5)#define UART_TX_BUF_SIZE 256#define UART_RX_BUF_SIZE 256#define UART_HWFC APP_UART_FLOW_CONTROL_DISABLEDextern void my_uart_init(void);#endif

从上述代码可知，头文件根据开发板的原理图，定义了RXD，TXD，CTS，RTS这几个通信引脚的具体物理引脚编号，还有发送和接收缓冲区的大小，定义是否启动硬件流控。

3、再来看看uarte.c文件的内容，如下图所示。

#include #include #include #include "nrf_uart.h"#include "nrf_uarte.h"#include "app_uart.h"#include "app_error.h"#include "uarte.h"static void uart_event_handler(app_uart_evt_t * p_event){    switch(p_event->evt_type){        /*An event indicating that UART data has been received. The data is available in the FIFO and can be fetched using @ref app_uart_get*/        case APP_UART_DATA_READY:{            uint8_t cr;            while (app_uart_get(&cr) != NRF_SUCCESS);while (app_uart_put(cr) != NRF_SUCCESS);        }break;        /*An error in the FIFO module used by the app_uart module has occured. The FIFO error code is stored in app_uart_evt_t.data.error_code field*/        case APP_UART_FIFO_ERROR:            APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_code);        break;        /*An communication error has occured during reception. The error is stored in app_uart_evt_t.data.error_communication field */        case APP_UART_COMMUNICATION_ERROR:            APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_communication);        break;        /*An event indicating that UART has completed transmission of all available data in the TX FIFO */        case APP_UART_TX_EMPTY:        break;        /*An event indicating that UART data has been received, and data is present in data field. This event is only used when no FIFO is configured */        case APP_UART_DATA:        break;           default:break;    }}void my_uart_init(void){    uint32_t err_code;    const app_uart_comm_params_t comm_params = {          RX_PIN_NUMBER,TX_PIN_NUMBER,          RTS_PIN_NUMBER,CTS_PIN_NUMBER,          UART_HWFC,false,NRF_UARTE_BAUDRATE_115200      };    APP_UART_FIFO_INIT(&comm_params,UART_RX_BUF_SIZE,UART_TX_BUF_SIZE,uart_event_handler,APP_IRQ_PRIORITY_LOWEST,err_code);    APP_ERROR_CHECK(err_code);}

4、先来看看my_uart_init()函数，这个函数主要是调用了串口初始化宏APP_UART_FIFO_INIT，跟踪这个宏定义，展开后的函数原型如下图所示。

这个宏定义主要有5个输入参数和1个输出参数。最后主要是调用了app_uart_init()函数来进行实际的串口初始化。这个宏一开始定义了一个app_uart_buffers_t类型的变量，这个结构体类型是用来指定接收和发送缓存的地址和大小的。对于这个宏的输入参数描述，如下所示。

(1)P_COMM_PARAMS：指向串口通信配置参数的结构体。

(2)RX_BUF_SIZE：数据接收缓冲区的大小，需要2的整数倍。

(3)TX_BUF_SIZE：数据发送缓冲区的大小，需要2的整数倍。

(4)EVT_HANDLER：串口数据事件处理的回调函数。

(5)IRQ_PRIO：串口中断优先级。

(6)ERR_CODE：错误代码。属于输出参数。

5、宏APP_UART_FIFO_INIT最终是调用了app_uart_init()函数来进行串口初始化的，这个函数的声明如下图所示。

这个函数主要有4个输入参数，输入参数描述如下所示。

(1)p_comm_params：串口配置参数结构体。应用程序一开始需要定义一个结构体变量，类型为app_uart_comm_params_t，用来配置串口工作的各种参数。

(2)p_buffers：接收和发送缓冲区，NULL表示不使用缓冲区。

(3)error_handler：串口事件处理的回调函数。

(4)irq_priority：串口中断优先级。

6、在使用APP_UART_FIFO_INIT宏初始化串口时，需要定义串口事件处理的回调函数，当串口有各种事件产生的时候，这个函数就会被调用，在这个函数里面就可以处理各种串口事件。APP_UART这个库函数定义了5种串口事件，定义在app_uart_evt_type_t这个枚举中，如下图所示。

枚举里面定义的串口事件，具体如下：

APP_UART_DATA_READY：串口接收到数据并已存入缓冲区，可通过app_uart_get()函数来读取数据。

APP_UART_FIFO_ERROR：表示串口的FIFO缓冲区发生错误，错误的代码可以通过app_uart_evt_t.data.error_code这个变量查看。

APP_UART_COMMUNICATION_ERROR：串口通信发生错误，错误的代码可以通过app_uart_evt_t.data.error_communication这个变量查看。

APP_UART_TX_EMPTY：表示发送缓冲区的数据以及全部发送完成。

APP_UART_DATA：表示串口收到数据。这个事件仅限在不使用缓冲区的情况下使用。

7、串口事件处理的回调函数，如下图所示。

这个回调函数处理了串口所有的事件，用户可以在这个函数里面处理串口接收到的数据，上述代码是把串口接收到的数据，原包发送出去，实现一个串口收发回环。

8、SDK里面提供两个函数来处理串口数据收发，app_uart_put()函数用来发送数据，app_uart_get()函数用来接收数据。这两个函数都是单字节操作函数。需要注意的是，这两个函数操作的时候，都是非阻塞的。也就是说，当使用app_uart_put()函数发送一个数据的时候，发送成功是表示写入发送缓存成功，不表示数据已经通过物理线路发送成功。当使用app_uart_get()函数来接收数据的时候，如果缓冲区为空，将返回错误代码。

9、最后配置sdk_config.h文件，勾选NRFX_UARTE_ENABLED宏和UART_ENABLED宏，不勾选NRF_UARTE_ENABLED宏，使能UARTE模块的相关代码，如下图所示。

10、连接好开发板，点击“Debug->Go”或按F5，即可编译程序并且把程序下载到开发板运行，使用串口收发工具，不断向开发板串口发送数据。程序的运行情况如以下图所示。

11、源码下载链接：

https://github.com/embediot/bluetooth_low_energy

感谢阅读！

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