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。
" l* E# n7 I! {) e) |" v7 R" ^; s+ a$ {% |硬件特性:0 ^5 ?+ A h8 @, l1 Q! l) \ W
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。
, U' J# V0 a3 T5 r3 s3 q3 T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。) v- m2 o1 l s n" `+ M7 U" s" |
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。
4 {' z# y/ I6 a, f) B软件配置:, u- {3 m) z1 u8 f6 l9 r5 U
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。# o; R* C& S9 ~5 @. {
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。4 O. q% F, E' H
3 中断与DMA:
- S5 [$ H* m3 [! K 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。
: _2 s8 b4 ?( S" [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。
* g6 {# @- H& V( o# c0 }2 P6 B4 R功耗优化技巧:' M/ }! T. V6 n* `0 r
1 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。% G) I* X: _9 c
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2 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。
' |$ H" C, R$ m& D: s3 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。
" {, l! C5 S7 x; M8 J1 R4 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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初始化:调用HAL_UART_Init()函数,设置UART参数(如波特率、数据格式等)。
+ G+ i& n, O ^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。
! v% Y6 |8 y, L. p# ]! TDMA配置(如果使用):配置DMA通道,关联到UART,并设置传输参数。
& V. h+ t4 z; E2 I发送/接收:使用HAL_UART_Transmit()、HAL_UART_Receive()或DMA相关函数进行数据传输。1 j0 i: V, V& O' N
调试与测试:) C$ a, O9 D* g$ g! J
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MX_LPUART1_UART_Init初始化:; ]& U6 F) A8 n, \+ X" M* r, M
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- hlpuart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
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- j% `; I( B9 e& V. {% a - hlpuart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
c! E4 J. R2 D* S# J$ Q) |/ g - hlpuart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;7 g. L8 ?% Z3 R; D- O% q+ x/ O# C/ l
- hlpuart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
' {6 E2 Q! k2 z; ~4 w& O6 i9 N - hlpuart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
8 v+ ?# i$ j% D - hlpuart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;, N6 P4 |1 u" H1 k- A) k: t: ^
- hlpuart1.FifoMode = UART_FIFOMODE_DISABLE;. v" @" u) H( d# g
- if (HAL_UART_Init(&hlpuart1) != HAL_OK)
7 A) E& M+ X5 A9 n3 `1 { - {; Q3 U3 Z& _3 H0 o" c8 f
- Error_Handler();
9 {+ s' W4 V/ U* C$ M0 h - }0 C0 N, U7 g) s2 v1 x4 F
- if (HAL_UARTEx_SetTxFifoThreshold(&hlpuart1, UART_TXFIFO_THRESHOLD_1_8) != HAL_OK)
0 u5 y, C- \4 g' O$ `0 H - {& {( e! o0 R2 `( F6 s
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0 f$ r8 W* o b) r+ c/ x+ ^! D( f3 L0 B- S - }
0 v/ e$ i. f6 w* w4 V0 \- r1 S" T - if (HAL_UARTEx_DisableFifoMode(&hlpuart1) != HAL_OK)
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$ V2 O6 C: w1 G# k0 M/ Z9 Q8 \- /* USER CODE END LPTIM1_Init 0 */
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- /* USER CODE BEGIN LPTIM1_Init 1 */
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( ]% l0 Q" m3 E D- D- y- /* USER CODE END LPTIM1_Init 1 */
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$ f6 X% e) S4 q: ?1 x$ `5 J - hlptim1.Init.Clock.Source = LPTIM_CLOCKSOURCE_APBCLOCK_LPOSC;9 ?2 c! a+ J% ?" w. X
- hlptim1.Init.Clock.Prescaler = LPTIM_PRESCALER_DIV1;4 G$ E4 x: T5 Z. y# d
- hlptim1.Init.Trigger.Source = LPTIM_TRIGSOURCE_SOFTWARE;
: {7 Q0 E! r; E* k- D3 m E2 ^3 _ - hlptim1.Init.Period = 65535;
2 u7 R( e1 r; r9 z! ^/ @ - hlptim1.Init.UpdateMode = LPTIM_UPDATE_IMMEDIATE;, q$ T/ f0 E# m7 i# V0 I7 ?8 V
- hlptim1.Init.CounterSource = LPTIM_COUNTERSOURCE_INTERNAL;# E) D# a+ }' Y3 j1 a
- hlptim1.Init.Input1Source = LPTIM_INPUT1SOURCE_GPIO;2 b7 T* m6 I$ W/ B, k
- hlptim1.Init.Input2Source = LPTIM_INPUT2SOURCE_GPIO;5 h+ h* T7 p0 c! c M
- hlptim1.Init.RepetitionCounter = 0;
7 @. O$ k) z6 |0 K# l5 [ - if (HAL_LPTIM_Init(&hlptim1) != HAL_OK)2 d7 N. d: u. ~6 [: t" e- _
- {
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- HAL_UART_Transmit_IT(&hlpuart1, (uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE);4 s2 v0 { J6 X% Z' i$ S$ [/ Z
1 A& j; v% s3 _3 H$ @- HAL_Delay(1000);
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& H+ H* D# w5 I5 R: ?1 M+ r运行如下:
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