LPUART（Low power universal asynchronous receiver transmitter，低功耗通用異步收發器），相比標準的UART，其功耗極低，支持在低功耗模式下運行，并且可以將MCU從低功耗模式喚醒。

本文介紹MM32全新低功耗系列MM32L0130的LPUART外設，實現基本UART收發通信、通過UART中斷使MCU從低功耗模式中喚醒。

1LPUART 簡介

1.1 LPUART功能框圖

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1.2 LPUART功能特征

支持UART幀格式的全雙工異步數據收發。

支持輸入任意頻率的時鐘源，可配置為LSE/LSI/PCLK。

支持可編程的波特率數據傳輸，發送和接收時可采用3、4分頻交替，防止累計誤差。

可配置奇偶校驗位、停止位。

可配置收發數據信號取反。

2LPUART時鐘配置

LPUART時鐘源配置寄存器在RCC_CFGR2中的位0和位1，可配置LSE、LSI、PCLK作為時鐘源。

3LPUART中斷與喚醒

支持的中斷源：

接收緩沖溢出

幀錯誤

奇偶校驗錯誤

接收器檢測到起始位

接收器檢測到下降沿

接收器完整接收 1byte 數據

接收器完整接收數據且與預設數據匹配

發送器數據完成發送

發送器緩沖空

支持低功耗模式下的喚醒源：

接收器檢測到下降沿喚醒

接收器檢測到起始位喚醒

接收器1字節接收完成喚醒

接收器1字節數據接收并匹配喚醒

4接收和發送時序

由于LPUART工作時鐘不是波特率的整數倍，采用固定分頻系數的話會引入累計誤差，所以在接收和發送的時候采用3、4分頻交替進行接收和發送，每個bit采樣一次，每個bit采用3分頻還是4分頻由MCTL寄存器控制，接收和發送時序圖如下：

當LPUART工作時鐘配置為標準的32.768KHz時，軟件可配置BREN為0，然后根據通信波特率調整調制寄存器MCTL，建議配置參數如下表：

5LPUART寄存器概覽

6LPUART實現普通UART功能配置步驟

1開啟LPUART所選時鐘源

2配置RCC_CFGR2寄存器選擇LPUART時鐘

3配置 LPUBAUD 寄存器決定波特率

4根據波特率選擇合適的調制參數，配置 MCTL 寄存器

5配置 LPUCON 寄存器，選擇幀格式、極性、中斷參數等

6配置 LPUEN 寄存器打開發送、接收使能

7發送和接收數據

發送數據：

將待發送的數據寫入LPUTXD，當發送完成時，LPUSTA的TXE標志位會被硬件置起，表示數據已傳入移位寄存器，發送 buffer為空。此時可往LPUTXD寫入下一個數據。軟件向發送buffer寫數據時TXE標志位自動清零。

接收數據：

當接收一個完整幀時，LPUSTA的RXF標志位置起，表示已完整接收數據，此時軟件可讀取LPURXD讀出接收到的數據。軟件讀LPUDATA寄存器時，RXF標志位自動清零。

8LPUART功能實現代碼

首先編寫基礎UART的代碼，通過輪詢的方式發送和接收數據。然后添加中斷代碼，實現通過LPUART將MCU從低功耗模式喚醒。

8.1 基于LSE時鐘的基礎UART功能實現代碼

a.開啟BKP、LSE時鐘，待LSE時鐘穩定，使能LPUART時鐘：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
DELAY_Ms(100);
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET){;}
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_LPUART1,ENABLE);

b.配置LPUART的LPUART_InitTypeDef結構體參數：

LPUART_InitTypeDefinit_struct;
init_struct.LPUART_Clock_Source=0;//時鐘源選擇
init_struct.LPUART_BaudRate=LPUART_Baudrate_9600;//波特率選擇9600
init_struct.LPUART_WordLength=LPUART_WordLength_8b;//8位數據位
init_struct.LPUART_StopBits=LPUART_StopBits_1;//1位停止位
init_struct.LPUART_Parity=LPUART_Parity_No;//沒有校驗位
init_struct.LPUART_MDU_Value=0x952;//波特率調制控制寄存器
init_struct.LPUART_NEDET_Source=LPUART_NegativeDectect_Source2;//下降沿采樣使能
init_struct.LPUART_RecvEventCfg=LPUART_RecvEvent_Start_Bit;//中斷檢測模式
LPUART_Init(LPUART1,&init_struct);
LPUART_Cmd(LPUART1,ENABLE);

c.設置LPUART引腳復用，例程復用到PA4、PA5：

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;
RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOA,ENABLE);

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_3);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_3);

//LPUART1_TXGPIOA.4
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

//LPUART1_RXGPIOA.5
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

d.編寫發送函數：

voidOutput_Byte(LPUART_TypeDef*lpuart,uint8_tdat)
{
LPUART_SendData(lpuart,dat);
while(!LPUART_GetFlagStatus(lpuart,LPUART_LPUSTA_TXE));
}

e.編寫輪詢接收函數：

uint8_tInput_Byte(LPUART_TypeDef*lpuart)
{
uint8_ttemp;
while(1){
if(LPUART_GetFlagStatus(lpuart,LPUART_LPUSTA_RXF)){
//readLPUART_LPUSTA_RXFbitandclear
temp=(uint8_t)LPUART_ReceiveData(lpuart);
break;
}
}
if(temp==0xd){
return0;
}
returntemp;
}

f.編寫實驗樣例：

voidLPUART_TxRx_Test(void)
{
uint8_ttemp,i;
charstring[]="LPUARTpollingtest!
";

for(i=0;i

	

	g.在main函數中配置好LPUART后，調用LPUART_TxRx_Test函數，可得到如下實驗結果：

	

	8.2 在上述基本LPUART配置的基礎上增加中斷配置代碼，實現喚醒低功耗模式中的MCU

	a.開啟SYSCFG、PWR時鐘：

	
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_SYSCFG,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR,ENABLE);


	

	b.EXTI模塊可以產生中斷請求，用來喚醒低功耗模式中的MCU，LPUART連接到EXTI22，使能EXTI22：

	
EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStruct;
EXTI_StructInit(&EXTI_InitStruct);
EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line22;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);


	

	c.配置NVIC：

	
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=LPUART1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);


	

	d.清除接收標志并打開接收中斷：

	
LPUART_ClearITPendingBit(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF);
LPUART_ITConfig(LPUART1,LPUART_LPUCON_RXIE,ENABLE);


	

	e.定義RX緩存，然后編寫中斷服務函數：

	
charrxDataBuf[10],cnt=0;
uint8_tcnt_flag=0;
voidLPUART1_IRQHandler()
{
if(LPUART_GetFlagStatus(LPUART1,LPUART_LPUSTA_START))
{
LPUART_ClearFlagStatus(LPUART1,LPUART_LPUSTA_START);

}
if(LPUART_GetITStatus(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF)==SET)
{
LPUART_ClearITPendingBit(LPUART1,LPUART_LPUIF_RXIF);
rxDataBuf[cnt]=LPUART_ReceiveData(LPUART1);
if(++cnt>=10)
{
cnt_flag=1;
cnt=0;
}
}
}


	

	f.編寫實驗樣例：

	
voidLPUART_Wakeup_Test(void)
{
uint8_ttemp,i;
charstring1[]="LPUARTwakeupmcutest!
";
charstring2[]="mcustop!
";
charstring3[]="mcuwakeup!
";

for(i=0;i

	

	g.在main函數中配置好LPUART后，調用實驗函數LPUART_Wakeup_Test，可以的到如下結果：

	

	審核編輯：湯梓紅