[STM32F103] UART TEST CODE (NO HAL)

STM32F103 계열로 UART통신 테스트를 하기 위한 내용이다. 요즘 편리하게 사용할 수 있도록 ST에서는 HAL라이브러리를 제공하고 있다. 그런데 HAL라이브러리가 나오기 전에 개발된 프로그램들을 유지보수 해야 할 일이 있다.

 

1. UART 초기화

보드 구성이 UART4를 통해 시리얼을 연결할 수 있어서 아래와 같이 초기화를 하였다.

RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_UART4EN;
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;

GPIOC->CRH |= (0x0BUL << 8);         // PC10 = OUTPUT
GPIOC->CRH |= (0x08UL << 12);         // PC11 = INPUT

UART4->BRR = 36000000L / 9600L; // SET BR 9600

UART4->CR1 |= (1 << 3 ) | (1 << 2 ); // 3:TX, 2:RX
UART4->CR1 |= (1 << 13); // UART EN

 

 

1.1. 클럭 세팅

(1) UART 클럭 활성화

데이터를 주고 받기 위해서는 클럭이 필요하다. 이때 UART용으로 사용할 클럭을 활성화 시켜주는 단계이다.

RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_UART4EN;

참고문서 : RM0008 (Reference manual)

 

레지스터는 RCC_APB1ENR로 검색하면 아래와 같이 나온다. UART4는 19번 비트이다.

 

현재 가지고 있는 보드(STM32F103VET6사용)에 연결된 UART핀(PC11/RX4, PC10/TX4)은 UART4에 해당하고 있다. 그래서 위와 같이 UART4의 클럭을 활성화하였다.

 

RCC_APB1ENR_UART4EN은 stm32f103xe.h 헤더 파일에서 확인할 수 있다.

 

#define RCC_APB1ENR_UART4EN_Pos              (19U)                             
#define RCC_APB1ENR_UART4EN_Msk              (0x1U << RCC_APB1ENR_UART4EN_Pos) /*!< 0x00080000 */
#define RCC_APB1ENR_UART4EN                  RCC_APB1ENR_UART4EN_Msk           /*!< UART 4 clock enable */

 

(2) PORT 클럭 활성화

UART4는 PORTC에 해당한다. 그래서 PORTC의 클럭을 활성화하겠다.

RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;

 

레지스터는 RCC_APB2ENR로 PORTC는 4번 비트이다.

 

 

 

RCC_APB2ENR_IOPCEN은 stm32f103xe.h 헤더 파일에서 확인할 수 있다.

 

#define RCC_APB2ENR_IOPCEN_Pos               (4U)                              
#define RCC_APB2ENR_IOPCEN_Msk               (0x1U << RCC_APB2ENR_IOPCEN_Pos)  /*!< 0x00000010 */
#define RCC_APB2ENR_IOPCEN                   RCC_APB2ENR_IOPCEN_Msk            /*!< I/O port C clock enable */

 

(3) BAUD RATE 세팅

UART4->BRR = 36000000L / 9600L; // SET BR 9600

통신 속도를 세팅해야 한다. UART4는 36MHz를 사용한다고 한다. 보드레이트를 9600으로 설정하였다.

 

 

1.2 핀 설정

PORTC의 I/O에 대한 설정이다. 입력이냐 출력이냐를 정해주는 단계이다. 입력은 RX 수신이될 것이고, 출력은 TX 송신이 될 것이다.

 

(1) TX(송신)

송신 신호 TX를 활성화하는 단계이다. PC10핀에 해당한다.

GPIOC->CRH |= (0x0BUL << 8);         // PC10 = OUTPUT

 

레지스터는 GPIOx_CRH를 검색하면 나온다. PC10에 해당하는 비트는 8~11번이다.

 

 

0x0B는 0000 1011인데 이걸 왼쪽으로 8-bit 시프트시킬 것이다.

 

 

CNF와 MODE는 해당핀에 대한 기능 및 입출력 모드에 설정이다. UART로 사용시 Alternate function으로 설정해 주면 된다. 입출력 모드는 TX는 송신이니 output으로 설정한다. 그리고 Push-pull과 Open-drian은 용도에 맞게 고르면 되지만, 외부에 풀업/풀다운 저항이 없으면 Push-pull로 선택하자. 속도는 최대 50MHz까지 가능하게 하였다.

 

 

 

(2) RX(수신)

수신 신호 RX를 활성화시키는 단계이다. PC11핀에 해당한다.

GPIOC->CRH |= (0x08UL << 12);         // PC11 = INPUT

 

레지스터는 GPIOx_CRH를 검색하면 나온다. PC11에 해당하는 비트는 12~15번이다.

 

 

MODE는 00으로 입력 모드로 설정하였다. CNF는 01로 설정하여 플루팅 입력이다. 받는 정보가 없을때 기본 상태 값이 없다. 풀업하면 '1'신호, 풀다운하면 '0' 신호가 기본 상태 값일 것이다.

 

 

1.3. 제어 모드 설정

마지막으로 UART와 TX, RX를 활성화시켜주는 단계이다.

 

레지스터는 USART_CR1를 검색하면 나온다.

 

 

 

 

 

 

(1) TE & RE

송신 활성화는 3번 비트이고, 수신 활성화는 2번 비트이다.

UART4->CR1 |= (1 << 3 ) | (1 << 2 ); // 3:TX, 2:RX

 

(2) UE

가장 중요한 UART를 활성화하는 비트이다. 비트 번호는 13번이다.

UART4->CR1 |= (1 << 13); // UART EN

 

 

2. 주고 받고 기능

초기화 단계가 끝났으면 이제 주고 받는 기능을 만들어야 한다.

int uart_getch()
{
	while( ! (UART4->SR & (1<<5) ) );        // RXNE : Read data register not empty, 1 : Received data is ready to be read.
	return ((int) (UART4->DR 	& 0xFF));		 // 0xFF
}

void uart_putch(int val)
{
	while(!(UART4->SR & (1<<7)));        		 // TXE : Transmit data register empty, 1 :  Data is transferred to the shift register
	UART4->DR = (val & 0xFF);
}

 

uart_getch()함수는 수신된 데이터가 있고, 읽을 준비가 되어 있으면 데이터를 리턴시킨다.

uart_putch(int val)함수는 전송 버퍼에 데이터가 있는지 확인하고, 비어있으면 위에서 리턴시킨 데이터(TDR의 데이터)를 받아서 시프트 레지스터로 이동시켜서 데이터가 출력되게 한다.

buff = uart_getch();
uart_putch(buff);

 

이제 준비가 다 되었다. 콘솔 프로그램으로 테라텀을 사용하여 타이핑한 값이 잘 출력되는 것을 확인하였다.