dsPIC33AKシリーズ⑮UARTモジュールの使い方

dsPIC33Aシリーズ
2024.08.24

概要

今回はdsPIC33AKシリーズのUARTモジュールの使い方に関し説明します。

記事リンク
第1回dsPIC33AKシリーズについてdsPIC33Aシリーズに関して – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第2回開発ボード、コンフィグレーション設定、クロック設定についてdsPIC33AKシリーズ②開発ボード,コンフィグレーション設定,クロック設定について – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第3回CPU性能についてdsPIC33AKシリーズ③CPU性能について – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第4回FPU性能についてdsPIC33AKシリーズ④FPU性能について – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第5回 DSPについてdsPIC33AKシリーズ⑤DSPについて – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第6回タイマー1割り込みの使い方dsPIC33AKシリーズ⑥Timer1割り込みの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第7回PMUの使い方dsPIC33AKシリーズ⑦PMUの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第8回高速ADCの使い方dsPIC33AKシリーズ⑧高速ADCの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第9回高速OPAMPの使い方dsPIC33AKシリーズ⑨高速OPAMPの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第10回DMAモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑩DMAモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第11回WDTモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑪WDTモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第12回DMTモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑫DMTモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第13回I/Oインテグリティモニタモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑬I/Oインテグリティモニターモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第14回QEIモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑭QEIモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第15回（今回）UARTモジュールの使い方dsPIC33AKシリーズ⑮UARTモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)
第16回（予定）DSPの使い方1 デジタルフィルタ
(fig.1-1)各関連記事リンク
関連記事リンク
UARTモジュールの使い方UARTモジュールの使い方 – ぴくおの電子工作的な何かWP (electricpico.com)

開発環境

開発環境を以下に示します。
今回はCPUボード(EV02G02A)で確認します

項目値リンク
ベースボードdsPIC33A CURIOSITY PLATFORM
DEVELOPMENT BOARD		dsPIC33A Curiosity Platform Development Board User’s Guide (microchip.com)
CPUボード(EV68M17A)EV68M17A – dsPIC33AK128MC106 Motor Control DIMdsPIC33AK128MC106 Motor Control Dual In-Line Module (DIM) Information Sheet (microchip.com)
CPUボード(EV02G02A)
※本記事で使用		dsPIC33AK128MC106 General Purpose Dual In-Line Module (DIM)dsPIC33AK128MC106 General Purpose Dual In-Line Module (DIM) | Microchip Technology
統合開発環境MPLAB X IDE v6.20MPLAB® X IDE | Microchip Technology
コンパイラMPLAB XC DSC v3.10MPLAB® XC DSC Compiler | Microchip Technology
(fig.2-1)本記事の動作確認環境
(fig.2-2)開発ボード外観

概要

UARTとはUniversal Asynchronous Receiver Transmitterの頭文字をとったもので、周辺機器などの他の機器とのインターフェースに使用される柔軟なシリアル通信ペリフェラルです。

非同期シリアル通信以外にも以下のようなプロトコルに対応しています。

その他の対応プロトコル
  • lin 2.2/j2602
  • IrDA
  • デジタル・マルチプレックス512（DMX）
  • スマートカード (ISO 7816)

UARTモジュールの主な特徴を以下に示します。

UART の主な特徴
  • 全二重または半二重動作
  • 最大8ディープTXおよびRX先入れ先出し（FIFO）バッファ
  • 8ビットまたは9ビットのデータ幅
  • 設定可能なストップ・ビット長
  • フロー制御
  • 自動ボー校正
  • パリティ、フレーミング、バッファ・オーバーラン・エラー検出
  • アドレス検出
  • ブレーク送信
  • 送受信極性制御
  • スリープ・モードでの動作
  • 同期ブレーク受信割り込みによるスリープからの復帰

UARTモジュールブロック図

下記にUARTモジュールのブロック図を示します。

(fig.4-1)UARTモジュールブロック図

ハードウェア構成と制御ブロック

ベースボードとCPUボード(EV68M17A)との接続ブロック図を示します。
PCとつながるUSB Type-C とUSBハブが搭載され、更にその先にUSB-UARTブリッジデバイスとPKoB回路が接続されています。

今回は定期的にパソコン側に文字列とカウンタ値を送信するプログラムを作成します。

(fig.5-1)ハードウェア構成と制御ブロック

レジスタ

UART関連のレジスタは以下の10種類です。dsPIC33Cシリーズと比較し大きな変更は有りませんが、32bit幅となったことにより、レジスタの統一が図られています。

レジスタ名(xは１～3)機能説明
UxCONUARTx CONFIGURATION
Register		UARTの共通設定レジスタ
UxSTATUARTx STATUS
Register		UARTのステータスレジスタ
UxBRGUARTx BAUD RATE
Register		UARTの通信速度設定レジスタ
UxRXBUARTx Receive Buffer
Register		UART受信バッファレジスタ
UxTXBUARTx Transmit Buffer
Register		UART送信バッファレジスタ
UxPAUARTx Timming
ParameterA Register		UARTタイミングパラメータA
UxPBUARTx Timming
ParameterB Register		UARTタイミングパラメータB
UxCHKUARTx Checksum RegisterUART送受信チェックサムレジスタ
UxSCCONUARTx Smart Card
Configuration Register		UARTスマートカード設定レジスタ
UxUIRUARTx Interrupt RegisterUART割り込みレジスタ
(fig.6-1)UART関連レジスタ

ボーレートに関しては下記のように分数分割モードが新たに追加されました。

(fig.6-2)クロック設定周辺のブロック図
レガシーモード分数分割モード
Baud RateFp / (16 * (BRG+1))　or
Fp / (4 * (BRG+1))		Fp / BRG
BRGFp/(16 * Baud Rate) -1 ,
Fp/(4 * Baud Rate) -1		Fp / Baudrate
(fig.6-3)ボーレート、ボーレート設定値、クロックの関係性

ソースコード

インクルードファイル

コンフィグレーションファイル、クロック設定ファイルは以下のファイルをインクルードしてください。

■コンフィグレーションファイル　(config.h)

config.hダウンロード

■クロック設定ソースファイル(Clock_Driver.c)

Clock_Driver.cダウンロード

■クロックヘッダーファイル(clock_driver.h)

clock_driver.hダウンロード

ソースコード全体

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dsp.h>
#include <xc.h>
#include "config.h"
#include "clock_driver.h"

#define TXBUF_SIZE 32

int8_t TxTemp[16];
int8_t TxBuf[TXBUF_SIZE];
int8_t TxHead;
int8_t TxTail;
int32_t CntData;
int main() 
{
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
    /* 初期化*/
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
        vdg_Clock_Set_Register();
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
    /* ピン設定*/
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
	RPOR12bits.RP50R = 9u;		//UART1出力 RP50
	RPINR9bits.U1RXR = 52u;		//UART1入力 RP52
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
    /* UART初期化*/
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
	U1CON = 0x00000000u;
	U1STAT = 0x00000000u;
	U1BRG = (uint32_t) (100000000 / 115200);
	U1RXB = 0x00000000u;
	U1TXB = 0x00000000u;
	U1PA = 0x00000000u;
	U1PB = 0x00000000u;
	U1CHK = 0x00000000u;
	U1SCCON = 0x00000000u;
	U1UIR = 0x00000000u;

	U1CONbits.CLKMOD = 1u;
	U1CONbits.RXEN = 1u;	//受信許可
	U1CONbits.TXEN = 1u;	//送信許可
	U1CONbits.ON = 1u;

    /*-----------------------------------------------------------------------*/
    /* タイマーレジスタ */
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
	PR1 = 1000000;
	T1CONbits.ON = 1;
	T1CONbits.TCKPS = 0;
	IFS1bits.T1IF = 0;
	IEC1bits.T1IE = 0;
	IPC6bits.T1IP = 3;
		
	INTCON1bits.GIE = 0;
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
    /* メインルーチン*/
    /*-----------------------------------------------------------------------*/
	while(1)
	{
	  CntData ++;
	  if (IFS1bits.T1IF == 1)
	  {
		sprintf(TxTemp,"CNT =%d\r\n",CntData);
		Uart_Enque_TX_Data(TxTemp);
		IFS1bits.T1IF = 0;
	  }
	  Uart_Deque_TX_Data();
	}
}	


void Uart_Enque_TX_Data(uint8_t *u1pa_Data)
{
　while (*u1pa_Data != NULL)
　{
	TxBuf[TxHead++] = *u1pa_Data ++;
	if (TxHead >= TXBUF_SIZE)
	{
	　　TxHead = 0;
	}
　}	
}

void Uart_Deque_TX_Data(void)
{
  while (TxHead != TxTail)
  {
	if (U1STATbits.TXBF == 0u)
	{
	　　U1TXB = TxBuf[TxTail++];
	　　if (TxTail >= TXBUF_SIZE)
	    {
		TxTail = 0;
	    }
	}
	else
	{
          break;
	}
  }	
}

結果

PC上のシリアルターミナルソフト(Tera Termなど）で動作が確認できると思います。

記事についての注意点

本記事は慎重に内容を検討し正確さに努めておりますが、もし内容に誤りがあったとしても、この記事を参考にして生じた損害等については一切の責任を負いません。

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