硬件測試平臺：正點原子潘多拉STM32L4開發板
OS內核版本：4.0.0

注意：下面的示例代碼是從原子提供的例程中摘錄，因此可能與最新的RT-Thread源碼有出入(因為RT-Thread源碼在不斷的開發維護中)
下面摘錄的例程中，關鍵位置我給出了注釋

下面開始正文：

RT-Thread的Finsh串口控制臺有個標志性的開頭打印信息如下：

\ | / - RT - Thread Operating System/ | \ 4.0.0 build Dec 18 20182006 - 2018 Copyright by rt-thread team

在components.c中找到rtthread_startup()函數

int rtthread_startup(void) {rt_hw_interrupt_disable();/* board level initialization* NOTE: please initialize heap inside board initialization.*/rt_hw_board_init();/* show RT-Thread version */rt_show_version();

rt_show_version();就是打印這段開頭信息的。

/*** This function will show the version of rt-thread rtos*/ void rt_show_version(void) {rt_kprintf("\n \\ | /\n");rt_kprintf("- RT - Thread Operating System\n");rt_kprintf(" / | \\ %d.%d.%d build %s\n",RT_VERSION, RT_SUBVERSION, RT_REVISION, __DATE__);rt_kprintf(" 2006 - 2018 Copyright by rt-thread team\n"); } RTM_EXPORT(rt_show_version);

顯然，既然能串口打印了，那么必然在這之前已經初始化了該串口，那么rt_show_version()之前的rt_hw_board_init()函數里一定初始化了串口。

void rt_hw_board_init() { //...略/* Second initialize the serial port, so we can use rt_kprintf right away */ #ifdef RT_USING_SERIALstm32_hw_usart_init(); #endif#ifdef RT_USING_CONSOLErt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME); #endif //...略 } int stm32_hw_usart_init(void) {struct stm32_uart* uarts[] ={ #ifdef BSP_USING_UART1&uart1, #endif#ifdef BSP_USING_UART2&uart2, #endif#ifdef BSP_USING_UART3&uart3, #endif#ifdef BSP_USING_LPUART1&lpuart1, #endif};int i;for (i = 0; i < sizeof(uarts) / sizeof(uarts[0]); i++){struct stm32_uart *uart = uarts[i];rt_err_t result;/* register UART device */result = rt_hw_serial_register(&uart->serial,uart->uart_name, #ifdef BSP_UART_USING_DMA_RXRT_DEVICE_FLAG_DMA_RX | #endifRT_DEVICE_FLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX,uart);RT_ASSERT(result == RT_EOK);(void)result;}return 0; }

stm32_hw_usart_init（）這個函數注冊了使用到的串口設備到設備框架層，注冊完就可以直接使用內核通用接口函數操作設備了，比如開啟設備，讀設備，寫設備，通過BSP_USING_UART1這類宏控來控制將要使用哪幾個串口。注意，這里只是注冊，并沒完成真正的底層硬件初始化。真正的完成底層硬件初始化在rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME);這里面。即調用了打開設備才是完成了串口硬件初始化串口才能正常使用。

/* UART1 device driver structure */ static struct stm32_uart uart1 = {{USART1}, // UART_HandleTypeDef UartHandle;USART1_IRQn, // IRQn_Type irq;#ifdef BSP_UART_USING_DMA_RXUSART1_RX_DMA_IRQN, // IRQn_Type dma_irq;0, // rt_size_t last_index;// DMA_HandleTypeDef hdma_rx;{USART1_RX_DMA_CHANNEL, {USART1_RX_DMA_REUQEST}}, #endif"uart1", // char * uart_name;// struct rt_serial_device serial;{{0}, &stm32_uart_ops, RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT} };

stm32_uart類型如下：

/* STM32 uart driver */ struct stm32_uart {UART_HandleTypeDef UartHandle;IRQn_Type irq;#ifdef BSP_UART_USING_DMA_RXIRQn_Type dma_irq;rt_size_t last_index;DMA_HandleTypeDef hdma_rx; #endifchar * uart_name;struct rt_serial_device serial; };

struct rt_serial_device 類型如下：

struct rt_serial_device {struct rt_device parent;const struct rt_uart_ops *ops;struct serial_configure config;void *serial_rx;void *serial_tx; }; typedef struct rt_serial_device rt_serial_t;

&stm32_uart_ops 對應 const struct rt_uart_ops *ops;
RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT 對應 struct serial_configure config;

stm32_uart_ops這個結構體實現接口層和底層的連接。
RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT 這個是串口默認配置。

/* Default config for serial_configure structure */ #define RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT \ { \BAUD_RATE_115200, /* 115200 bits/s */ \DATA_BITS_8, /* 8 databits */ \STOP_BITS_1, /* 1 stopbit */ \PARITY_NONE, /* No parity */ \BIT_ORDER_LSB, /* LSB first sent */ \NRZ_NORMAL, /* Normal mode */ \RT_SERIAL_RB_BUFSZ, /* Buffer size */ \0 \ } //一一對應關系如下 struct serial_configure {rt_uint32_t baud_rate; /* 波特率 */rt_uint32_t data_bits :4; /* 數據位 */rt_uint32_t stop_bits :2; /* 停止位 */rt_uint32_t parity :2; /* 奇偶校驗位 */rt_uint32_t bit_order :1; /* 高位在前或者低位在前 */rt_uint32_t invert :1; /* 模式 */rt_uint32_t bufsz :16; /* 接收數據緩沖區大小 */rt_uint32_t reserved :6; /* 保留位 */ };

再看stm32_uart_ops

static const struct rt_uart_ops stm32_uart_ops = {stm32_configure,stm32_control,stm32_putc,stm32_getc, };

這里的stm32_configure函數就實現了STM32串口的底層初始化流程，包含HAL_UART_Init函數調用。
stm32_control函數是開啟和清楚接收中斷的，以及串口DMA配置。
限于篇幅這幾個函數不放在這里了。

void USART1_IRQHandler(void) {/* enter interrupt */rt_interrupt_enter();uart_isr(&uart1.serial);/* leave interrupt */rt_interrupt_leave(); }void USART1_RX_DMA_IRQHandler(void) {/* enter interrupt */rt_interrupt_enter();HAL_DMA_IRQHandler(uart1.UartHandle.hdmarx);/* leave interrupt */rt_interrupt_leave(); }

串口中斷和串口接收DMA中斷也在drv_usart.c文件里
uart_isr(&uart1.serial);主要是清除中斷標志位

用過HAL庫的都知道，外設的GPIO初始化，外設時鐘使能，NVIC配置 都在HAL_UART_MspInit函數中完成，HAL_UART_MspInit函數也在drv_usart.c文件里

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)

同時將由于不同的GPIO可能導致的不同的端口配置和復用通道，DMA通道都用宏封裝

#ifdef BSP_USING_UART1#define USART1_RX_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()#define USART1_TX_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()/* Definition for USART1 Pins */#define USART1_TX_PIN GPIO_PIN_9#define USART1_TX_GPIO_PORT GPIOA#define USART1_TX_AF GPIO_AF7_USART1#define USART1_RX_PIN GPIO_PIN_10#define USART1_RX_GPIO_PORT GPIOA#define USART1_RX_AF GPIO_AF7_USART1#define USART1_RX_DMA_CHANNEL DMA1_Channel5#define USART1_RX_DMA_REUQEST DMA_REQUEST_2#define USART1_RX_DMA_IRQN DMA1_Channel5_IRQn#define USART1_RX_DMA_IRQHandler DMA1_Channel5_IRQHandler #endif

上面的串口1使用的是默認配置RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT，
如果要開其他串口或是要改配置比如改波特率，可以仿照RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT這個宏再封裝一個出來改對應的項，賦值到對應串口的設備結構體中去，如static struct stm32_uart uart1

上面提到，實際打開串口完成硬件初始化配置是在rt_console_set_device函數中

#ifdef RT_USING_CONSOLErt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME); #endifrt_device_t rt_console_set_device(const char *name) {rt_device_t new, old;/* save old device */old = _console_device;/* find new console device */new = rt_device_find(name);if (new != RT_NULL){if (_console_device != RT_NULL){/* close old console device */rt_device_close(_console_device);}/* set new console device */rt_device_open(new, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_STREAM);_console_device = new;}return old; }

#define RT_CONSOLE_DEVICE_NAME “uart1”
這個宏定義在rtconfig.h中，定義了使用哪個串口作為控制臺的端口。這里使用的是串口1，可以根據需要進行修改

在rt_console_set_device函數中，完成了打開串口設備的動作 rt_device_open(new, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_STREAM);
rt_device_open函數中調用了device_init和device_open，
#define device_init (dev->init)
#define device_open (dev->open)
實際上是 (dev->init)和(dev->open)

在rt_hw_serial_register函數中device->init = rt_serial_init;
在rt_serial_init函數中看到了serial->ops->configure(serial, &serial->config); 前面說了，configure這個函數指針指向了stm32_configure，這個里面調用了HAL_UART_Init函數完成串口初始化配置。

rt_err_t rt_hw_serial_register(struct rt_serial_device *serial,const char *name,rt_uint32_t flag,void *data) {rt_err_t ret;struct rt_device *device;RT_ASSERT(serial != RT_NULL);device = &(serial->parent);device->type = RT_Device_Class_Char;device->rx_indicate = RT_NULL;device->tx_complete = RT_NULL;#ifdef RT_USING_DEVICE_OPSdevice->ops = &serial_ops; #elsedevice->init = rt_serial_init;device->open = rt_serial_open;device->close = rt_serial_close;device->read = rt_serial_read;device->write = rt_serial_write;device->control = rt_serial_control; #endifdevice->user_data = data;/* register a character device */ret = rt_device_register(device, name, flag);#if defined(RT_USING_POSIX)/* set fops */device->fops = &_serial_fops; #endifreturn ret; } static rt_err_t rt_serial_init(struct rt_device *dev) {rt_err_t result = RT_EOK;struct rt_serial_device *serial;RT_ASSERT(dev != RT_NULL);serial = (struct rt_serial_device *)dev;/* initialize rx/tx */serial->serial_rx = RT_NULL;serial->serial_tx = RT_NULL;/* apply configuration */if (serial->ops->configure)result = serial->ops->configure(serial, &serial->config);return result; }

本文通篇講了用于控制臺的串口1如何注冊到系統中并完成了初始化，其余串口也是同理。
主要關注兩個問題，1是如何修改某個串口的波特率，2是如果增加串口。
如果底層驅動做好的情況下，實際上直接改宏控就能完成增加串口，env工具可以快速完成配置，也可以手動改rtconfig.h文件。

也可以先全部默認的參數，然后在任務中重新配置，比如：
如下步驟可以實現對應的配置，比如波特率115200改成9600

#define SAMPLE_UART_NAME "uart2" /* 串口設備名稱 */ static rt_device_t serial; /* 串口設備句柄 */ struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 初始化配置參數 *//* step1：查找串口設備 */ serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);/* step2：修改串口配置參數 */ config.baud_rate = BAUD_RATE_9600; //修改波特率為 9600 config.data_bits = DATA_BITS_8; //數據位 8 config.stop_bits = STOP_BITS_1; //停止位 1 config.bufsz = 128; //修改緩沖區 buff size 為 128 config.parity = PARITY_NONE; //無奇偶校驗位/* step3：控制串口設備。通過控制接口傳入命令控制字，與控制參數 */ rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);/* step4：打開串口設備。以中斷接收及輪詢發送模式打開串口設備 */ rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

RT-Thread 官方串口配置文檔

總結

以上是生活随笔為你收集整理的RT-Thread uart串口设备驱动代码结构剖析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。