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UART通信接口设计
1.UART通信基础
1.1UART通信原理
UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）是一种通用异步收发传输器，用于实现单片机之间的异步串行通信。UART通信的主要特点是不需要时钟信号同步，通过起始位和停止位来标识数据帧的开始和结束。数据帧通常包括1个起始位、5到8个数据位、1个可选的奇偶校验位和1到2个停止位。
1.2UART通信协议
UART通信协议定义了数据传输的格式和规则。一个典型的数据帧包括以下几个部分：
起始位：低电平，持续1个比特时间，用于标识数据帧的开始。
数据位：传输的数据，通常为5到8位，低位先传。
奇偶校验位：可选，用于检测数据传输的错误。
停止位：高电平，持续1到2个比特时间，用于标识数据帧的结束。
1.3UART通信参数
在配置UART通信时，需要设置以下参数：
波特率：数据传输的速率，单位为比特/秒（bps）。
数据位：每个数据帧中的数据位数，通常为5到8位。
停止位：每个数据帧中的停止位数，通常为1或2位。
奇偶校验：可选，用于数据校验的奇偶校验位，可以是奇校验、偶校验或无校验。
2.TM4C123UART硬件结构
2.1UART模块概述
TM4C123系列单片机集成了多个UART模块，每个模块都可以独立配置和使用。这些模块支持全双工通信，即同时发送和接收数据。每个UART模块都有独立的引脚，可以通过GPIO进行配置。
2.2UART模块寄存器
UART模块的寄存器主要包括以下几个：
DR（DataRegister）：数据寄存器，用于发送和接收数据。
FR（FlagRegister）：标志寄存器，用于指示UART模块的状态。
LCRH（LineControlRegisterHigh）：线路控制寄存器，用于配置数据位、停止位和奇偶校验。
IBRD（IntegerBaud-RateDivisor）：整数波特率除数寄存器。
FBRD（FractionalBaud-RateDivisor）：分数波特率除数寄存器。
CTL（ControlRegister）：控制寄存器，用于启用或禁用UART模块。
IFLS（InterruptFIFOLevelSelect）：中断FIFO电平选择寄存器。
IMSC（InterruptMaskSet/Clear）：中断掩码设置/清除寄存器。
RIS（RawInterruptStatus）：原始中断状态寄存器。
MIS（MaskedInterruptStatus）：屏蔽中断状态寄存器。
ICR（InterruptClearRegister）：中断清除寄存器。
2.3UART模块引脚配置
UART模块的引脚配置通常包括以下步骤：
选择合适的UART模块和引脚。
配置引脚为UART功能。
配置UART模块的波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
//配置UART0模块的引脚
voidUART0PinConfig(void){
//使能GPIOA模块的时钟
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R0;
while((SYSCTL_PRGPIO_RSYSCTL_PRGPIO_R0)==0){}
//配置PA0和PA1为UART0功能
GPIO_PORTA_AFSEL_R|=(10)|(11);//使能引脚的复用功能
GPIO_PORTA_PCTL_R|=(GPIO_PCTL_PA0_U0RX|GPIO_PCTL_PA1_U0TX);//配置引脚为UART0RX和TX
GPIO_PORTA_DEN_R|=(10)|(11);//使能引脚的数字功能
GPIO_PORTA_DIR_R|=(11);//设置PA1为输出，PA0为输入
}
3.TM4C123UART软件配置
3.1UART模块初始化
UART模块的初始化主要包括设置波特率、数据位、停止位和奇偶校验等参数。以下是一个初始化UART0模块的示例：
#includestdint.h
#includestdbool.h
#includeinc/tm4c123gh6pm.h
voidUART0Init(uint32_tbaudRate){
//使能UART0模块的时钟
SYSCTL_RCGCUART_R|=SYSCTL_RCGCUART_R0;
while((SYSCTL_PRUART_R