CH438串口扩展芯片是一个一对八的串口扩展芯片，在一些串口需要过多的场合比较有用。这个串口芯片事实上并没有占用MCU的串口它实际上是使用了8个IO口做数据的传输。下面我就简单介绍一下怎么使用STM32驱动这个串口扩展芯片。并演示一个用CH438发送一段MODBUS码给电脑,电脑发给STM32的数据数据也回显示到电脑上.
CH438我用的是44管脚的LQFP44封装。
实际的电路是这样的：
需要注意的几点就是：RXT代表的是复位应该接上拉电阻到电源，我用的是STM32的复位电路共用。这里不能悬空。
晶振使用的是22.1184MHz晶振频率很高注意起振电容的选择。我采用的是20pf。
D0~D7与STM32 的PC0~7连接，这八位是数据传输位，其他的几位都是控制位。本次接收数据使用到了本芯片和STM32的中断，INT叫对应的就是中断线。注意这个管脚不能连接到PC口上因为PC口已经当做数据口用了，如果连接到PC口高八位上，在芯片读写数据的时候出异常。
下面这些是芯片内部的寄存器：主要就是配置他们。
#ifndef _CH438_H
#define _CH438_H
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#define REG_RBR_ADDR 0x00 /* 串口0接收缓冲寄存器地址 */
#define REG_THR_ADDR 0x00 /* 串口0发送保持寄存器地址 */
#define REG_IER_ADDR 0x01 /* 串口0中断使能寄存器地址 */
#define REG_IIR_ADDR 0x02 /* 串口0中断识别寄存器地址 */
#define REG_FCR_ADDR 0x02 /* 串口0FIFO控制寄存器地址 */
#define REG_LCR_ADDR 0x03 /* 串口0线路控制寄存器地址 */
#define REG_MCR_ADDR 0x04 /* 串口0MODEM控制寄存器地址 */
#define REG_LSR_ADDR 0x05 /* 串口0线路状态寄存器地址 */
#define REG_MSR_ADDR 0x06 /* 串口0MODEM状态寄存器地址 */
#define REG_SCR_ADDR 0x07 /* 串口0用户可定义寄存器地址 */
#define REG_DLL_ADDR 0x00 /* 波特率除数锁存器低8位字节地址 */
#define REG_DLM_ADDR 0x01 /* 波特率除数锁存器高8位字节地址 */
/* CH438内部串口0~7 专用状态寄存器 */
#define REG_SSR_ADDR 0x4F /* 专用状态寄存器地址 */
/* IER寄存器的位 */
#define BIT_IER_RESET 0x80 /* 该位置1则软复位该串口 */
#define BIT_IER_LOWPOWER 0x40 /* 该位为1则关闭该串口的内部基准时钟 */
#define BIT_IER_SLP 0x20 /* 串口0是SLP,为1则关闭时钟震荡器 */
#define BIT_IER1_CK2X 0x20 /* 串口1是CK2X,为1则强制将外部时钟信号2倍频后作为内部基准时钟 */
#define BIT_IER_IEMODEM 0x08 /* 该位为1允许MODEM输入状态变化中断 */
#define BIT_IER_IELINES 0x04 /* 该位为1允许接收线路状态中断 */
#define BIT_IER_IETHRE 0x02 /* 该位为1允许发送保持寄存器空中断 */
#define BIT_IER_IERECV 0x01 /* 该位为1允许接收到数据中断 */
/* IIR寄存器的位 */
#define BIT_IIR_FIFOENS1 0x80
#define BIT_IIR_FIFOENS0 0x40 /* 该2位为1表示起用FIFO */
/* 中断类型：0001没有中断，0110接收线路状态中断，0100接收数据可用中断，1100接收数据超时中断，0010THR寄存器空中断，0000MODEM输入变化中断 */
#define BIT_IIR_IID3 0x08
#define BIT_IIR_IID2 0x04//接受数据可用
#define BIT_IIR_IID1 0x02//THR寄存器空中断
#define BIT_IIR_NOINT 0x01
/* FCR寄存器的位 */
/* 触发点：00对应1个字节，01对应16个字节，10对应64个字节，11对应112个字节 */
#define BIT_FCR_RECVTG1 0x80 /* 设置FIFO的中断和自动硬件流控制的触发点 */
#define BIT_FCR_RECVTG0 0x40 /* 设置FIFO的中断和自动硬件流控制的触发点 */
#define BIT_FCR_TFIFORST 0x04 /* 该位置1则清空发送FIFO中的数据 */
#define BIT_FCR_RFIFORST 0x02 /* 该位置1则清空接收FIFO中的数据 */
#define BIT_FCR_FIFOEN 0x01 /* 该位置1则起用FIFO,为0则禁用FIFO */
/* LCR寄存器的位 */
#define BIT_LCR_DLAB 0x80 /* 为1才能存取DLL，DLM，为0才能存取RBR/THR/IER */
#define BIT_LCR_BREAKEN 0x40 /* 为1则强制产生BREAK线路间隔*/
/* 设置校验格式：当PAREN为1时，00奇校验，01偶校验，10标志位（MARK，置1)，11空白位（SPACE，清0) */
#define BIT_LCR_PARMODE1 0x20 /* 设置奇偶校验位格式 */
#define BIT_LCR_PARMODE0 0x10 /* 设置奇偶校验位格式 */
#define BIT_LCR_PAREN 0x08 /* 为1则允许发送时产生和接收校验奇偶校验位 */
#define BIT_LCR_STOPBIT 0x04 /* 为1则两个停止位,为0一个停止位 */
/* 设置字长度：00则5个数据位，01则6个数据位，10则7个数据位，11则8个数据位 */
#define BIT_LCR_WORDSZ1 0x02 /* 设置字长长度 */
#define BIT_LCR_WORDSZ0 0x01
/* MCR寄存器的位 */
#define BIT_MCR_AFE 0x20 /* 为1允许CTS和RTS硬件自动流控制 */
#define BIT_MCR_LOOP 0x10 /* 为1使能内部回路的测试模式 */
#define BIT_MCR_OUT2 0x08 /* 为1允许该串口的中断请求输出 */
#define BIT_MCR_OUT1 0x04 /* 为用户定义的MODEM控制位 */
#define BIT_MCR_RTS 0x02 /* 该位为1则RTS引脚输出有效 */
#define BIT_MCR_DTR 0x01 /* 该位为1则DTR引脚输出有效 */
/* LSR寄存器的位 */
#define BIT_LSR_RFIFOERR 0x80 /* 为1表示在接收FIFO中存在至少一个错误 */
#define BIT_LSR_TEMT 0x40 /* 为1表示THR和TSR全空 */
#define BIT_LSR_THRE 0x20 /* 为1表示THR空*/
#define BIT_LSR_BREAKINT 0x10 /* 该位为1表示检测到BREAK线路间隔 */
#define BIT_LSR_FRAMEERR 0x08 /* 该位为1表示读取数据帧错误 */
#define BIT_LSR_PARERR 0x04 /* 该位为1表示奇偶校验错误 */
#define BIT_LSR_OVERR 0x02 /* 为1表示接收FIFO缓冲区溢出 */
#define BIT_LSR_DATARDY 0x01 /* 该位为1表示接收FIFO中有接收到的数据 */
/* MSR寄存器的位 */
#define BIT_MSR_DCD 0x80 /* 该位为1表示DCD引脚有效 */
#define BIT_MSR_RI 0x40 /* 该位为1表示RI引脚有效 */
#define BIT_MSR_DSR 0x20 /* 该位为1表示DSR引脚有效 */
#define BIT_MSR_CTS 0x10 /* 该位为1表示CTS引脚有效 */
#define BIT_MSR_DDCD 0x08 /* 该位为1表示DCD引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_TERI 0x04 /* 该位为1表示RI引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_DDSR 0x02 /* 该位为1表示DSR引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_DCTS 0x01 /* 该位为1表示CTS引脚输入状态发生变化过 */
/* 中断状态码 */
#define INT_NOINT 0x01 /* 没有中断 */
#define INT_THR_EMPTY 0x02 /* THR空中断 */
#define INT_RCV_OVERTIME 0x0C /* 接收超时中断 */
#define INT_RCV_SUCCESS 0x04 /* 接收数据可用中断 */
#define INT_RCV_LINES 0x06 /* 接收线路状态中断 */
#define INT_MODEM_CHANGE 0x00 /* MODEM输入变化中断 */
#define CH438_IIR_FIFOS_ENABLED 0xC0 /* 起用FIFO */
#define WR PDout(3)
#define ALE PDout(7)
#define RD PDout(4)
#define CS PDout(5)
#define AMOD PDout(6)
#define INT PDout(1)
void SetOutPut(void);
void SetInPut(void);
void CH438_Init(void);
void CH438WriteReg(u8 add,u8 data);
u8 CH438ReadReg(u8 add);
unsigned char CH438_CheckIIR(unsigned char num);
void CH438_CloseSeril(unsigned char num);
void CH438_CloseALLSeril(void);
void CH438_ResetSeril(unsigned char num);
void CH438_SetBandrate(unsigned char num, unsigned long value);
void CH438_UARTInit(unsigned char num);
void CH438_SendDatas(unsigned char num, unsigned char* sendbuff,unsigned char len);
unsigned char CH438_RecvDatas(unsigned char num, unsigned char* revbuff);
void CH438_TranConfig(unsigned char num);
void CH438_INTConfig(unsigned char num);
void CH438_AutoHFCtrl(unsigned char num);
void CH438_RegTEST(unsigned char num);
void CH438_Uart_Init(unsigned char num,unsigned long value);
#endif
上面就是CH438.h头文件，以下就是main函数，本程序只打开了串口2
int main()
{
u8 ssr =0 ;
u8 AddCom[8] = {01,05,01,17,255,00,221,195}; //增压
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
uart_init(9600);
LCD_Init();
CH438_Init();
CH438_ResetSeril(2); //软件复位串口2
CH438_Uart_Init(2,9600); //串口2打开 波特率9600
delay_ms(100);
while(1)
{
CH438_SendDatas(2,AddCom,8);
CH438_SendDatas(2,(u8*)"\r\n",2);
delay_ms(1000);
}
}
下面是主要的函数
#include "ch438.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#define Fpclk 1843200 /* 定义内部时钟频率,默认外部晶振的12分频 */
#define MaxRecvLen 50 /* 接收缓冲区大小 */
const unsigned char offsetadd[] = {0x00,0x10,0x20,0x30,0x08,0x18,0x28,0x38,};/* 串口号的偏移地址 */
const unsigned char Interruptnum[] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,};/* SSR寄存器中断号对应值 */
unsigned char Revbuff[MaxRecvLen];/* 接收缓存区 */
unsigned char RevLen;/* 接收计数 */
void SetOutPut() //IO输出模式
{
GPIOC->CRL &=0;
GPIOC->CRL = 0X33333333;
}
void SetInPut()//IO输入模式
{
GPIOC->CRL &=0;
GPIOC->CRL = 0X88888888;
}
void CH438_Init() //IO口中断等初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = 0X00FF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource1);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
AMOD = 1;
}
void CH438WriteReg(u8 add,u8 data) //写一个字节到寄存器
{
u16 value ;
CS = 1;
WR = 1;
RD = 1;
SetOutPut();
GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|add; //低八位十数据位确保高八位数据不变 写寄存器地址
CS = 0;
ALE =1;
delay_us(1);
ALE = 0;
GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|data; //写数据
WR =0 ;
delay_us(1);
WR =1;
CS =1;
}
u8 CH438ReadReg(u8 add) //读取一个字节
{
u8 value;
u8 value1;
CS = 1;
WR =1;
RD =1;
SetOutPut(); //
CS = 0;
ALE =1;
GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|add;
ALE = 0;
SetInPut();
RD = 0;
value = GPIO_ReadInputData(GPIOC);
RD =1;
CS =1;
return value;
}
unsigned char CH438_CheckIIR(unsigned char num)
{
unsigned char value;
value = CH438ReadReg( offsetadd[num] | REG_IIR_ADDR );
return value;
}
void CH438_CloseSeril(unsigned char num) //关闭某位串口
{
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_LOWPOWER);
}
void CH438_CloseALLSeril(void) //关闭所有串口
{
CH438WriteReg(offsetadd[0]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_LOWPOWER|BIT_IER_SLP);
}
void CH438_ResetSeril(unsigned char num) //复位串口
{
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_RESET);
}
void CH438_SetBandrate(unsigned char num, unsigned long value)//设置波特率 未使用此函数
{
uint8_t dlab=0;
uint16_t bandspeed;
bandspeed = Fpclk/16/value;
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, BIT_LCR_DLAB );
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR, (uint8_t)bandspeed);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR, (uint8_t)(bandspeed>>8));
printf("bandrate: %d\n", bandspeed);
printf("DLM: %d\n", CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR));
printf("DLL: %d\n", CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR));
}
void CH438_UARTInit(unsigned char num)//初始化 未使用到
{
CH438_SetBandrate(num, 9600);/* CH438串口1波特率设置 */
CH438_TranConfig(num); /* CH438串口1数据格式配置及FIFO大小 */
}
//发送数据
void CH438_SendDatas(unsigned char num, unsigned char* sendbuff,unsigned char len)
{
do
{
while((CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR)&BIT_LSR_THRE)==0); //LSR->THRE==1 保持寄存器空
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_THR_ADDR,*sendbuff++);
}while(--len);
}
//接收数据
unsigned char CH438_RecvDatas(unsigned char num, unsigned char* revbuff)
{
uint8_t len=0;
uint8_t *p_rev;
p_rev = revbuff;
while( ( CH438ReadReg( offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR ) & BIT_LSR_DATARDY ) == 0 ); /*等待数据准备好 */
while((CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR)&BIT_LSR_DATARDY))//LSR->DATARDY==1
{
*p_rev = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_RBR_ADDR);
p_rev++;
len++;
}
return len;
}
void CH438_TranConfig(unsigned char num)
{
/* 发送数据格式:8位数据，无校验，1个停止位 */
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, BIT_LCR_WORDSZ1 | BIT_LCR_WORDSZ0);
/* 设置FIFO模式，触发点为112字节 */
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR, BIT_FCR_RECVTG1 | BIT_FCR_RECVTG0 | BIT_FCR_FIFOEN);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR)| BIT_FCR_TFIFORST|BIT_FCR_RFIFORST);
}
void CH438_INTConfig(unsigned char num)
{
/* 注意: CH438打开BIT_IER_IETHRE中断(0->1),会产生一个发生空中断 */
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_IELINES | BIT_IER_IETHRE | BIT_IER_IERECV );
CH438_CheckIIR(num);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR, BIT_MCR_OUT2 | BIT_MCR_RTS | BIT_MCR_DTR);//可以产生一个实际的中断
}
void CH438_AutoHFCtrl(unsigned char num)
{
CH438WriteReg( offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR, BIT_MCR_AFE | BIT_MCR_OUT2 | BIT_MCR_RTS );/* 设置MCR寄存器的AFE和RTS为1 */
}
//中断处理函数
void EXTI1_IRQHandler()
{
u8 gInterruptStatus;
u8 InterruptStatus;
u8 i;
static u8 j ;
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!= RESET)
{
gInterruptStatus = CH438ReadReg( REG_SSR_ADDR );
if(!gInterruptStatus)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
return ;
}
for(i=0; i<8; i++)
{
if( gInterruptStatus & Interruptnum[i] ) /* 检测哪个串口发生中断 */
{
InterruptStatus = CH438ReadReg( offsetadd[i] | REG_IIR_ADDR ) & 0x0f; /* 读串口的中断状态 */
switch( InterruptStatus )
{
case INT_NOINT:/* 没有中断 */
break;
case INT_THR_EMPTY:/* THR空中断 */
break;
case INT_RCV_OVERTIME:/* 接收超时中断 */
RevLen = CH438_RecvDatas(i, Revbuff);
CH438_SendDatas(i, Revbuff, RevLen);
break;
case INT_RCV_SUCCESS:/* 接收数据可用中断 */
RevLen = CH438_RecvDatas(i, Revbuff);
CH438_SendDatas(i, Revbuff, RevLen);
break;
case INT_RCV_LINES:/* 接收线路状态中断 */
CH438ReadReg( offsetadd[i] | REG_LSR_ADDR );
break;
case INT_MODEM_CHANGE:/* MODEM输入变化中断 */
CH438ReadReg( offsetadd[i] | REG_MSR_ADDR );
break;
default:
break;
}
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}
}
void CH438_RegTEST(unsigned char num)//测试使用的函数
{
printf("current test serilnum: %d \r\n",(unsigned short)offsetadd[num]);
printf("IER: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_IER_ADDR));//?IER
printf("IIR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_IIR_ADDR));//?IIR
printf("LCR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_LCR_ADDR));//?LCR
printf("MCR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_MCR_ADDR));//?MCR
printf("LSR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_LSR_ADDR));//?LSR
printf("MSR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_MSR_ADDR));//?MSR
//CH438WriteReg(offsetadd[num] | REG_SCR_ADDR, 0x78);
printf("SCR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_SCR_ADDR));//?SCR
printf("FCR: %02x\r\n",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_FCR_ADDR));//?SCR
}
//串口初始化函数 输入参数 串口号和波特率
void CH438_Uart_Init(unsigned char num,unsigned long value)
{
uint8_t dlab=0;
uint16_t bandspeed;
dlab = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR);
dlab &= 0xDF;
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, dlab);
dlab = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR);
dlab |= 0x80;//置LCR寄存器DLAB位为1
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, dlab);
bandspeed = Fpclk/16/value;
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR, (uint8_t)bandspeed);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR, (uint8_t)(bandspeed>>8));
dlab &= 0x7F;//置IIR寄存器DLAB位为0
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, dlab);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,BIT_FCR_RECVTG1 | BIT_FCR_RECVTG0 | BIT_FCR_FIFOEN );
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR,BIT_LCR_WORDSZ1 | BIT_LCR_WORDSZ0 );
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR,BIT_IER_IELINES | BIT_IER_IETHRE | BIT_IER_IERECV);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR,BIT_MCR_OUT2 | BIT_MCR_RTS | BIT_MCR_DTR);
CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR)| BIT_FCR_TFIFORST|BIT_FCR_RFIFORST);
}
实验结果如下:
