【S32K 进阶之旅】LPUART 模块介绍与应用

一、 S32K144 LPUART 介绍

1. LPUART 模块特性

低功耗通用异步收发器（Low Power Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, LPUART）支持带有DMA 接口功能的基本UART，和x4 到x32 的过采样波特率，支持LIN 主从操作。该模块在Stop 和VLPS 模式提供的时钟保持启用时，仍可保持功能。

在S32K144 中有如下三个LPUART 模块：

S32K144 LPUART模块具备以下特点：

• 全双工，标准的非归零（non-return-to-zero, NRZ）格式
• 可编程的波特率（13 位数模转换器）与可配置的比率从x4 到x32 的过采样
• 发送和接受波特率可以异步操作到总线时钟：
  • 波特率可以配置独立的总线时钟频率
  • 支持在Stop 模式下操作
• 中断，DMA 或者拉起操作
  • 发送数据寄存器为空，发送完成
  • 接收数据寄存器满
  • 接收溢出，奇偶校验错误，帧错误，噪声干扰
  • 闲置接收器检测
  • 接受引脚边缘有效
  • 支持LIN的中断检测
  • 接收数据匹配
• 硬件奇偶校验生成和检查
• 可编程的7-bit，8-bit，9-bit 或10-bit 的字符长度
• 可编程的1-bit 或者2-bit 停止位
• 3 种接收器唤醒方法：
  • 闲置线唤醒
  • 地址标记唤醒
  • 接收数据匹配
• 自动地址匹配，减少中断服务程序（ISR）开销
  • 地址标志匹配
  • 闲置线地址匹配
  • 地址匹配开始和结束
• 可选的13-bit 终止字符生成/11-bit 终止字符检测
• 可配置的空闲长度检测，支持1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 或128 空闲字符
• 可选的发送器输出和接收器输入极性
• 硬件流控制支持RTS（request to send）和CTS（clear to send）信号
• 可选的4 归零变换（return-to-zero-inverted, RZI）格式，可编程脉宽
• 独立的FIFO 收发结构：
  • 可独立配置水印的收发请求
  • 如果接收FIFO 不是空的，在可配置的闲置字符长度后，可以选择让接收器声明请求

2. LPUART运行模式

3. LPUART 发送/接收器结构框图

LPUART 发送器部分示意图

LPUART 接收器部分示意图

4. LPUART 寄存器映射

以下寄存器用来控制波特率，选择LPUART 选项，报告LPUART 状态，收发数据等。访问有效内存映射之外的地址将产生总线错误。查询寄存器请参考《S32K144 Reference Manual，Page -1092》

LPUART寄存器映射地址

二、 S32DS LPUART 例程简介与应用

下面我们以S32DS 开发环境中自带的例程LPUART_s32k144为例。

1. 例程导入

• 打开S32 Design Studio，点击：“File”->“New”->“S32DS Project from Example”。

• 在弹出的窗口选取S32K144 目录下的LPUART_s32k144 例程，点击“Finish”。

• 点击左上角“Build”按钮，编译例程。

• 注意： “\r”是回车，“\n”是换行，windows 系统中每行结尾应按<回车><换行>的顺序，即“\r\n”。需要将例程主函数中所有的“\n\r”改为“\r\n”，否则串口工具显示输出字符串将不会换行，出现错误格式。

2. 例程简介

• LPUART 例程介绍

此例程实现了一个简单的UART 9600 波特率的数据从COM 端口传到电脑。不包含FIFOs 中断和DMA。在此评估板上可以使用OpenSDA（micro USB），板上UART 信号可以通过USB 接口传输。通过串口调试工具（例如安信可串口调试助手）可以发送并查看接收到的信息。

• 例程框图

3. 例程设计思路

• 初始化系统晶振（SOSC）为8MHz，系统时钟为80MHz，RUN 模式80MHz
• 禁止看门狗
• 初始化端口引脚：
• PORT C模块时钟使能
• PTC6，PTC7：配置为LPUART_RX,LPUART_TX
• 初始化LPUART1：
• 使能时钟源为SOSC_DIV2_CLK
• 配置波特率：9600 波特，1 个停止位，8 个字符位
• 不使用终端，DMA 或匹配特征
• 配置LPUART1 控制：使能发送器，接收器，无极性，8 位字符
• 发送两个字符串：
• 每个字符串发送的判断：如果发送数据准备状态位置1，将字符写入数据寄存器
• 回传收到的字符：
• 发送提示字符'>'
• 等到RDRF 标志位被置1，然后读取字符
• 发送回读取到的字符

三、 例程效果演示

1. 我们使用S32K144 EVB （LQFP-100）评估板连接电脑，接线方式如图。OpenSDA（micro USB）串口通信。

1. 注意哪个COM 端口是OpenSDA，例如：COM4。注：串口号可在“计算机管理”->“设备管理器”->“端口”中查看。

1. 打开串口通信工具，根据例程设置“串口号：COM4”“波特率：9600”，点击打开串口。

1. 点击“Debug”按钮。进入例程Debug页面。

1. 点击运行程序

1. 按钮，在终端模拟器中“发送”中输入任意单个字符，观察接受窗口数据内容。S32K144 EVB开发板接收到输入的单个字符并回传。

四、 参考文献

[1] S32K144 Reference Manual.pdf，NXP

[2] S32K1xx Series Cookbook.pdf，NXP

[3] S32K1xx Series Reference Manual.pdf，NXP

[4] S32K144_IO_Signal_Description_Input_Multiplexing，NXP

[5] PS32K144HFT0VLLT-datasheet.pdf，NXP