RT-Thread 笔记（3）：RT-Thread 添加一个串口设备

一、添加一个串口设备

本文简记了如何新增和使用串口2设备，更多请参考官方文档：
https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/device/uart/uart/#_11

RTT 中外设作为设备存在，在建立工程的时候，一般串口1被作为系统默认串口，假如现在有一个串口模块需要和单片机通讯，用户若需要串口1作为调试口，则可以再初始化一个串口。在目前的RTT版本中，可以通过定义board.h中相关的宏定义来添加串口设备。
添加一个串口设备需要以下几个步骤：

1. 确定IO口
2. 编辑board.h宏定义
3. 设计程序
4. 测试

1. 确定IO口

以串口2为例，用户需要串口2的Tx和Rx在哪一个引脚，通常需要查看数据手册，也可以通过cubeMx来查看：

通过使能串口2来查看相关的引脚。

2. 编辑 board.h

2.1 打开board.h

如果不清楚 borad.h 位置，可以直接在工程.c文件中输入#include "board.h"，按住 Ctrl 点击该头文件即可跳转到 board.h 文件中：

（按住Ctrl 实现头文件跳转）

2.2 添加代码

在 board.h 中添加代码如下：

#define BSP_USING_UART2                  //使用串口2
#define BSP_UART2_TX_PIN       "PA2"     //串口2的Tx脚为 PA2
#define BSP_UART2_RX_PIN       "PA3"     //串口2的Rx脚为 PA3

为文件可读性，建议添加在串口1相关程序下：

2.3 查看串口设备

编辑好 board.h 以后，保存编译并下载程序，此时可以通过终端来查看是否添加的串口2。具体操作：在中断中输入指令：list_device:

这里的终端其实就是一个串口助手，它打开的是默认的串口1。可以发现，uart2 为串口2设备的名字，它已经注册到系统中。

3. 程序设计

3.1 官方示例程序

添加完成串口2设备以后，即完成了串口2外设的初始化，以下是官方示例程序：

/*
 * 程序清单：这是一个 串口 设备使用例程
 * 例程导出了 uart_sample 命令到控制终端
 * 命令调用格式：uart_sample uart2
 * 命令解释：命令第二个参数是要使用的串口设备名称，为空则使用默认的串口设备
 * 程序功能：通过串口输出字符串"hello RT-Thread!"，然后错位输出输入的字符
*/

#include 

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"

/* 用于接收消息的信号量 */
static struct rt_semaphore rx_sem;
static rt_device_t serial;

/* 接收数据回调函数 */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /* 串口接收到数据后产生中断，调用此回调函数，然后发送接收信号量 */
    rt_sem_release(&rx_sem);

    return RT_EOK;
}

static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    char ch;

    while (1)
    {
        /* 从串口读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */
        while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1)
        {
            /* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */
            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        }
        /* 读取到的数据通过串口错位输出 */
        ch = ch + 1;
        rt_device_write(serial, 0, &ch, 1);
    }
}

static int uart_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    char uart_name[RT_NAME_MAX];
    char str[] = "hello RT-Thread!\r\n";

    if (argc == 2)
    {
        rt_strncpy(uart_name, argv[1], RT_NAME_MAX);
    }
    else
    {
        rt_strncpy(uart_name, SAMPLE_UART_NAME, RT_NAME_MAX);
    }

    /* 查找系统中的串口设备 */
    serial = rt_device_find(uart_name);
    if (!serial)
    {
        rt_kprintf("find %s failed!\n", uart_name);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 初始化信号量 */
    rt_sem_init(&rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    /* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */
    rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
    /* 设置接收回调函数 */
    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);
    /* 发送字符串 */
    rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

    /* 创建 serial 线程 */
    rt_thread_t thread = rt_thread_create("serial", serial_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10);
    /* 创建成功则启动线程 */
    if (thread != RT_NULL)
    {
        rt_thread_startup(thread);
    }
    else
    {
        ret = RT_ERROR;
    }

    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(uart_sample, uart device sample);

这部分创建一个新的进程，打印一次 hello RT-Thread! 并将收到的数据错位打出来。

3.2 程序的使用

使用官方程序只需将程序复制到main,c中，然后调用uart_sample()即可，其实第一个参数为参数的个数，第二个参数为参数序列，本文第一个参数填入数值1，第二个参数填入字符串“uart2”：

/*
 * Copyright (c) 2006-2020, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2020-07-06     RT-Thread    first version
 */

#include 

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include 
#include "board.h"
//官方示例代码开始
//...（省略）
//官方示例代码结束

int main(void)
{
    int count = 1;
    uart_sample(1,"uart2");                                   //调用串口
    while (count++)
    {
        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

4. 测试

将编辑好的程序编译下载到STM32中，将USB转串口模块连接STM32，打开串口查看调试信息：

注意到串口的配置，本文并为设置串口的波特率停止位等，所以这些就为当前系统版本，创建串口设备的默认设置，可以观察到，单片机复位时：串口助手输出“hello RT-Thread ”字符串，当串口助手发送“ABC”和“123”时候，分别输出“BCD”和"234"，程序运行正常。