STM32U0系列微控制器中的ULP(Ultra Low Power)UART接口设计用于在低功耗应用中实现串行通信。
# n# _- N+ O" V# }硬件特性:
7 s: v: U8 P% A# J: t6 R5 B 超低功耗模式支持:ULP UART具备在低功耗模式下保持唤醒源的能力,允许在微控制器处于低功耗状态下依然能够接收数据或触发中断,从而快速唤醒并处理通信事件,有助于降低系统平均功耗。
% M" S& G! |% f) H6 m M" s9 Y电源管理:ULP UART可能集成电源管理特性,如低电压检测、自动电源关断等,有助于在闲置时减少电流消耗。6 u) e3 z8 X6 O# `. R3 Q# O! R; t, C5 J
专用低功耗引脚:某些型号的STM32U0可能提供专门针对低功耗优化的UART引脚,这些引脚在待机或睡眠模式下具有更低的漏电流,有助于降低整体系统功耗。8 j8 Q ]- p4 @0 @; r) n, W$ ~
软件配置:& d+ C P$ h- G [) e! b, V7 ^
1 波特率设置:根据实际通信需求选择合适的波特率。ULP UART可能支持较低的波特率选项,有利于在低功耗模式下降低通信时的瞬态电流。 E' p9 h; V) F8 U9 L# U8 B2 W
2 数据格式:配置数据位(通常是8位)、停止位(1或2位)、奇偶校验(无、奇校验、偶校验)等参数,确保与通信伙伴的设置一致。
1 K& x/ H, G& P7 [; z' d" _3 中断与DMA:
. L& j4 t1 |' O7 W 中断:启用接收/发送中断,允许微控制器在数据准备好或传输完成时被唤醒,而非持续轮询,有助于节能。确保在中断服务程序中快速 处理事件并返回低功耗状态。DMA:如果ULP UART支持,可以使用DMA(Direct Memory Access)进行数据传输,无需CPU干预,进一步降低功耗。尤其在批量数据传输时,DMA可以显著减少CPU唤醒次数。: y4 d3 p0 i/ I5 }: N$ P
4 低功耗模式切换:在进入低功耗模式前,确保正确配置UART的唤醒源(如空闲检测、接收数据可用等),并在唤醒后恢复正常的UART操作。8 Z! M7 C; B: N7 z
功耗优化技巧:
2 K, V6 K! e) I g) T; q" f+ Q2 S% n1 禁用未使用的功能:关闭不需要的UART功能(如硬件流控、校验等)以减少不必要的电流消耗。+ q; _/ Z' T! {/ v* k5 A' L
- j5 q! h) ~, @, d- H: t2 节电模式:利用ULP UART的节电模式(如果支持),在数据传输间隙降低工作频率或电压,减小功耗。0 V; M- D' Z8 @$ l2 @) z
3 唤醒阈值调整:某些ULP UART允许设置唤醒阈值,调整阈值可以平衡灵敏度与功耗,避免因噪声引起的误唤醒。9 A. V: B- Z/ y2 \
4 软件定时器:使用精确的软件定时器代替连续轮询,以定期检查UART状态或处理数据,减少CPU活动时间。
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) C4 p4 D- l n1 b m% `初始化:调用HAL_UART_Init()函数,设置UART参数(如波特率、数据格式等)。* c0 x$ Q+ O4 s3 J% P
中断配置:开启相关中断(如接收中断),并编写对应的中断服务程序。
& R `1 y" P/ b) e" f% WDMA配置(如果使用):配置DMA通道,关联到UART,并设置传输参数。
, M- u" [3 u. O) c3 N$ B% D发送/接收:使用HAL_UART_Transmit()、HAL_UART_Receive()或DMA相关函数进行数据传输。
7 Q8 |) F0 V' V t: ^- n3 U调试与测试:1 W8 k. v1 E+ \: T7 y
9 E5 \2 ]' h5 I F1 g5 I9 D
2 J) r& {) U( s) n( o1 ^9 A: R. @1 g& `9 U9 t5 Z
MX_LPUART1_UART_Init初始化:3 ?6 [' r" S" f
( F7 s! U R/ O. \: M' G
- static void MX_LPUART1_UART_Init(void)% j' U( r) q* z3 {* j
- {1 `1 T+ b' e& r7 ^3 p
' J3 K+ x$ O F! v- b-
; f5 g2 A+ c+ ~+ n. o, e4 M - hlpuart1.Instance = LPUART1;1 _! c! s0 S3 v9 s" m
- hlpuart1.Init.BaudRate = 115200;- Q4 J$ p) p5 Z+ q
- hlpuart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;. f# `2 J% [" Z9 V
- hlpuart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;# d0 x, v" J2 D% t0 x. g0 `/ J; n
- hlpuart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
" m1 q4 C7 v2 _ - hlpuart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
8 R* H j5 @( V+ o [0 } - hlpuart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;( R, o. R+ V9 f7 I& u* c
- hlpuart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;4 R2 ]/ F3 ~' i9 V8 V
- hlpuart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
! }" @4 [8 F/ `* Z3 U, _) B2 d! x - hlpuart1.FifoMode = UART_FIFOMODE_DISABLE;
o6 `/ m: X- P6 h# U1 _3 D' `' ^ - if (HAL_UART_Init(&hlpuart1) != HAL_OK)4 P# D# X7 I9 U. w
- {
( I8 u# w& I- F - Error_Handler(); x: W- H( y& N. N, V& Y/ t
- }) s3 _! x0 G9 h3 s3 k5 B
- if (HAL_UARTEx_SetTxFifoThreshold(&hlpuart1, UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8) != HAL_OK)) d S! G+ }+ t
- {
# _# t$ b5 p* S! R5 I" i8 b! E8 \2 r - Error_Handler();
1 m4 b; \) y3 h1 w. B - }, O' ?6 q/ Q! K' P5 f E
- if (HAL_UARTEx_SetRxFifoThreshold(&hlpuart1, UART_RXFIFO_THRESHOLD_1_8) != HAL_OK)
; K+ n: o5 u5 e - {" d8 L4 Z! V# Q/ _% M' U
- Error_Handler();
' F1 j3 K; g+ R' r - }5 M' [: X' B/ C8 W
- if (HAL_UARTEx_DisableFifoMode(&hlpuart1) != HAL_OK)
0 [# Z+ e6 T9 z# t7 N - {
9 r. W+ y/ P) j" I9 p - Error_Handler();
Z6 P6 G& U# i3 X [$ c ~ - }9 a* T3 E1 ^& K3 E( F0 k
- - Z0 h; p6 G) @0 O0 O
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) W0 G U3 g7 y. M- F
7 K6 }. o8 o7 R5 a5 g: ~6 W: p, e- static void MX_LPTIM1_Init(void)
- _0 X) G @& t - {; X+ H1 i+ a# B- I' ?8 F' o
- ( v/ e- {+ a i& F( n3 L/ ~9 R# b
- /* USER CODE BEGIN LPTIM1_Init 0 */
& O ~0 v# M! _ - / A% X; o& l; K n& Y; D2 b+ ~" \
- /* USER CODE END LPTIM1_Init 0 */
, s3 ?2 c, ~8 C8 B# p; L8 y
$ m9 B) Z" X0 N! G: c5 }- /* USER CODE BEGIN LPTIM1_Init 1 */
+ |& I0 x9 x j6 h
- {6 s! `7 C5 g( q- /* USER CODE END LPTIM1_Init 1 */
) }1 K; ?7 f7 |/ B- N - hlptim1.Instance = LPTIM1;
. A" i7 b! Z( J2 x - hlptim1.Init.Clock.Source = LPTIM_CLOCKSOURCE_APBCLOCK_LPOSC;1 I5 v: Y. j0 U3 \5 T( f
- hlptim1.Init.Clock.Prescaler = LPTIM_PRESCALER_DIV1;* e' W R, x$ C# v0 H X7 V
- hlptim1.Init.Trigger.Source = LPTIM_TRIGSOURCE_SOFTWARE;
. Z8 P. K7 {" c: I/ z4 h - hlptim1.Init.Period = 65535;& a0 b( i/ n( _/ p+ i0 N Z
- hlptim1.Init.UpdateMode = LPTIM_UPDATE_IMMEDIATE;
/ }* b5 T" r& t- ` - hlptim1.Init.CounterSource = LPTIM_COUNTERSOURCE_INTERNAL;) b* T N6 Z" t9 A s
- hlptim1.Init.Input1Source = LPTIM_INPUT1SOURCE_GPIO;* y- C, y5 t& G9 _2 X( P8 X
- hlptim1.Init.Input2Source = LPTIM_INPUT2SOURCE_GPIO;; M- w& Q) F. I
- hlptim1.Init.RepetitionCounter = 0;# Y" a w3 t7 w" T! t
- if (HAL_LPTIM_Init(&hlptim1) != HAL_OK)
5 [; h/ i2 s7 B, ~ - {# ]( z. W. @, ^, u0 e) ~
- Error_Handler();
" n, N2 Y+ t# `; x( d8 \+ ^ - }
7 U9 i, W3 ^- { - /* USER CODE BEGIN LPTIM1_Init 2 */0 R8 {( _) X+ K# K
- . U3 N+ g7 s* c9 e9 L
- /* USER CODE END LPTIM1_Init 2 */" d9 g( P3 |2 ?0 ]
- $ c$ ~$ N7 x# `: I1 q; `1 |
- }
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6 H! e% P+ W1 K% A- M1 R. C* D+ A& J: i5 G$ f$ ?9 C8 I
5 u' e9 T9 ?, {2 J5 {) h! A+ _/ b这里可以选在HAL库 LL库- j" D5 R7 s% G/ x2 s" \
5 ]. C \# L: ~% z. L& l i2 h
3 P9 P' g+ M+ ]/ k+ P/ F
- HAL_UART_Transmit_IT(&hlpuart1, (uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE);
4 T( e2 C8 a0 [) p
% {6 x7 i: X6 w- r3 m* X- HAL_Delay(1000);
复制代码 # W! n; C3 c8 n$ j: l5 O
* G6 l" h' E5 O0 M/ U* w& f
; s. ^1 [7 L7 O3 k5 A4 P% Q+ G
运行如下:( n9 Y2 r, N4 _4 z
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