第四章 SCI介绍及基础使用

1. F28P550的串口介绍

TMS320F28P550集成了三个高性能串行通信接口（SCI），分别是SCI-A、SCI-B、SCI-C，它们支持全双工异步通信，每个接口独立工作。在开发板上的支持串口的引脚见下方的开发板引脚示意图：（橙色的SCI）

串口​​通信参数

• ​波特率范围​​：最高支持​​12.5Mbps​​（具体取决于系统时钟分频配置）。

​​数据格式​​：

• 数据位：5 - 9 位可编程
• 停止位：1 / 1.5 / 2 位可选
• 校验位：无校验 / 奇校验 / 偶校验
• ​硬件流控制​​：支持RTS（请求发送）和CTS（清除发送）信号，防止数据溢出。

2. SCI使用示例

2.1 CCS&syscfg配置

打开工程下的 .syscfg 文件。找到 SCI 选项开始配置：

• 配置串口参数为波特率 115200、8 位数据长度、1 位停止位、无校验位。

• 开启串口发送与接收功能，并开启串口接收中断。

• 使用 SCIA-RX = GPIO28 和 SCIA-TX = GPIO29。

2.2 用户代码

#include "driverlib.h"
#include "device.h"
#include "board.h"
#include "c2000ware_libraries.h"
#include "string.h" //使用 memset(), strlen() 需导入该文件

#define uart_rx_max 50              //定义最大接收长度
uint16_t rDataA[ uart_rx_max ]={0}; //定义串口接收数据的缓冲区
uint16_t rx_len = 0;                //串口接收数据长度
uint16_t rx_flag = 0;               //串口是否有接收到数据的标志位 =0没有 =1有

//任意毫秒的延时
void delay_ms(int x)
{
    while(x--)
    {
        DEVICE_DELAY_US(1000);
    }
}

void main(void)
{
    Device_init();

    Device_initGPIO();

    Interrupt_initModule();

    Interrupt_initVectorTable();

    Board_init();

    C2000Ware_libraries_init();

    EINT;
    ERTM;

    while(1)
    {
        //如果串口接收标志位为1
        if( rx_flag== 1 )
        {
            rx_flag=0;
            GPIO_togglePin(User_LED);
            //发送数据
            SCI_writeCharArray(SCIA_BASE, rDataA, strlen(rDataA));
            //清除数据
            memset(rDataA, 0, sizeof(rDataA));
            rx_len=  0;
        }
        delay_ms(1000);
    }
}

__interrupt void INT_User_UART_RX_ISR(void)
{
    //没有开启FIFO的情况下，等待接收区有数据了就返回数据
    rDataA[rx_len] = SCI_readCharBlockingNonFIFO(SCIA_BASE);
    //回环长度限制
    rx_len = ( rx_len + 1 ) % uart_rx_max;
    //设置接收标志位为1
    rx_flag = 1;

    SCI_clearInterruptStatus(SCIA_BASE, SCI_INT_RXFF);
    Interrupt_clearACKGroup(INTERRUPT_ACK_GROUP9);
}

3. C2000 SCI (UART) 相关函数总结 (基于DriverLib)

注：本总结以TMS320F2837x/Dx系列为例。SCI是一个非常标准的外设，其概念在所有C2000型号中通用。主要区别在于不同芯片的SCI模块数量和支持的高级功能（如FIFO深度、LIN支持）可能略有差异。

3.1 SCI概述与核心概念

SCI模块提供了标准的UART功能，支持全双工、异步通信，通常由波特率发生器、发送器、接收器和控制逻辑组成。

• 核心通信流程：
  数据寄存器 (SCITXBUF) -> 发送移位寄存器 -> TX引脚
  RX引脚 -> 接收移位寄存器 -> 数据寄存器 (SCIRXBUF)

• 主要组件说明：

  组件	功能	C2000特点
  波特率发生器	产生发送和接收所需的波特率时钟。	基于低速外设时钟LSPCLK，通过16位分频器生成。
  数据帧格式	定义串行数据的组成。	可配置：数据位（8位）、停止位（1-2位）、校验位（无、奇、偶）。
  FIFOs	先入先出缓冲区。	大多数C2000的SCI模块包含深度的TX和RX FIFO，可减少中断开销，提高通信效率。
  中断源	标志通信事件（发送空、接收满、错误等）。	通过PIE管理，可灵活使能/禁止不同中断源。

3.2 SCI初始化与配置

• 核心配置流程（五步关键操作）：

  1. 使能SCI外设时钟（配置LSPCLK，通常已在时钟初始化中完成）

  2. 配置GPIO复用为SCI功能（将特定引脚设置为SCIRXD/SCITXD）

  3. 初始化SCI模块参数（波特率、数据格式等）

  4. （可选）配置FIFO（设置触发深度、使能）

  5. （可选）配置中断（使能所需的中断源并注册ISR）

• 基础配置示例（配置SCI-A，115200, 8-N-1，轮询模式）：

  #include "driverlib.h"
  
  // 假设LSPCLK = 50MHz (SYSCLK=200MHz / LSPCLKDIV=4)
  #define LSPCLK_FREQ_HZ  50000000
  #define SCI_BAUDRATE    115200
  
  void main(void) {
      // 1. 初始化器件、GPIO、PIE
      Device_init();
      Device_initGPIO();
      // ... 确保LSPCLK已正确分频 ...
  
      // 2. 配置GPIO引脚为SCI功能 (以SCIA为例，GPIO28-RX, GPIO29-TX)
      GPIO_setPinConfig(GPIO_28_SCIRXDA);  // GPIO28 复用为 SCIA的RX
      GPIO_setPinConfig(GPIO_29_SCITXDA);  // GPIO29 复用为 SCIA的TX
      // GPIO方向会自动设置，但也可以显式配置
      GPIO_setDirectionMode(28, GPIO_DIR_MODE_IN);
      GPIO_setDirectionMode(29, GPIO_DIR_MODE_OUT);
  
      // 3. 初始化SCI模块参数
      SCI_setConfig(SCIA_BASE, LSPCLK_FREQ_HZ, SCI_BAUDRATE,
                   (SCI_CONFIG_WLEN_8 | SCI_CONFIG_STOP_ONE | SCI_CONFIG_PAR_NONE));
      SCI_resetModule(SCIA_BASE); // 复位模块，确保配置生效
      SCI_enableModule(SCIA_BASE); // 使能SCI模块
  
      // 4. 使能FIFO（推荐）并设置触发级别
      SCI_enableFIFO(SCIA_BASE); // 使能FIFO功能
      SCI_resetTxFIFO(SCIA_BASE);
      SCI_resetRxFIFO(SCIA_BASE);
      SCI_setFIFOInterruptLevel(SCIA_BASE, SCI_FIFO_TX0, SCI_FIFO_RX4); // TX空，RX有4字节产生中断
  
      // 5. （轮询示例）发送一个字符串
      const char message[] = "Hello, C2000 SCI!\r\n";
      uint16_t i;
      for (i = 0; i < sizeof(message) - 1; i++) {
          SCI_writeCharBlockingFIFO(SCIA_BASE, message[i]); // 阻塞式发送字符
      }
  
      while(1) {
          // 6. （轮询示例）检查并接收数据
          if (SCI_getRxStatus(SCIA_BASE) & SCI_RXSTATUS_READY) {
              uint16_t receivedChar = SCI_readCharNonBlocking(SCIA_BASE);
              // 处理 receivedChar
              SCI_writeCharBlockingFIFO(SCIA_BASE, receivedChar); // 回显
          }
      }
  }
  

• 关键配置函数详解：

  函数 (DriverLib)	说明	参数示例与解释
  SCI_setConfig(uint32_t base, uint32_t lspclkHz, uint32_t baudrate, uint32_t config)	SCI核心配置函数。一次性设置波特率和数据格式。	base: SCIA_BASE, SCIB_BASE等 lspclkHz: LSPCLK频率 (Hz) baudrate: 目标波特率 (bps) config: 数据格式位掩码 (见下表)
  SCI_enableModule(uint32_t base) / disableModule	使能/禁用SCI模块。	base: SCI模块基地址
  SCI_resetModule(uint32_t base)	复位SCI模块。通常在配置前或错误恢复后调用。	base: SCI模块基地址
  SCI_enableFIFO(uint32_t base) / disableFIFO	使能/禁用FIFO功能。强烈推荐使能。	base: SCI模块基地址
  SCI_resetTxFIFO(uint32_t base) / resetRxFIFO	复位TX/RX FIFO指针。使能FIFO后应调用。	base: SCI模块基地址
  SCI_setFIFOInterruptLevel(uint32_t base, SCI_FIFOLevel txLevel, SCI_FIFOLevel rxLevel)	设置FIFO中断触发深度。	txLevel: SCI_FIFO_TX0 (TX空), SCI_FIFO_TX1… rxLevel: SCI_FIFO_RX0~SCI_FIFO_RX15 (RX达到n字节)

• 数据格式配置宏 (config 参数)：

  配置项	宏	说明
  数据位长度	SCI_CONFIG_WLEN_8	8位数据
  	SCI_CONFIG_WLEN_7	7位数据 (不常用)
  停止位	SCI_CONFIG_STOP_ONE	1个停止位
  	SCI_CONFIG_STOP_TWO	2个停止位
  校验位	SCI_CONFIG_PAR_NONE	无校验
  	SCI_CONFIG_PAR_EVEN	偶校验
  	SCI_CONFIG_PAR_ODD	奇校验
  组合示例	(SCI_CONFIG_WLEN_8 \| SCI_CONFIG_STOP_ONE \| SCI_CONFIG_PAR_NONE)	经典的8-N-1格式

3.3 SCI数据收发函数

• 阻塞式函数 (Polling)：适合简单应用或调试，会等待直到操作完成。

  函数	原型	说明
  SCI_writeCharBlockingFIFO	(base, charData)	阻塞式发送一个字符。等待TX FIFO有空位后写入。
  SCI_readCharBlockingFIFO	(base)	阻塞式接收一个字符。等待RX FIFO有数据后读取。
  SCI_writeCharArrayBlockingFIFO	(base, array, length)	阻塞式发送一个字节数组。
  SCI_readCharArrayBlockingFIFO	(base, array, length)	阻塞式接收指定长度的字节数组。

• 非阻塞式函数 (Interrupt/DMA)：适合高效应用，立即返回状态。

  函数	原型	说明
  SCI_writeCharNonBlockingFIFO	(base, charData)	非阻塞式发送。仅当TX FIFO有空间时写入，否则返回错误。
  SCI_readCharNonBlocking	(base)	非阻塞式接收。仅当RX FIFO有数据时读取，否则返回错误。
  SCI_getRxStatus	(base)	获取接收状态。检查是否有数据可用 (SCI_RXSTATUS_READY)。
  SCI_getTxStatus	(base)	获取发送状态。检查TX FIFO是否为空 (SCI_TXSTATUS_EMPTY)。

• 操作示例：

  // 1. 发送字符串 (阻塞式)
  SCI_writeCharArrayBlockingFIFO(SCIA_BASE, (uint16_t*)"Hello\r\n", 6);
  
  // 2. 接收并回显 (非阻塞式查询)
  int16_t rxData;
  rxData = SCI_readCharNonBlocking(SCIA_BASE);
  if (rxData != -1) { // -1 表示没有数据
      SCI_writeCharNonBlockingFIFO(SCIA_BASE, rxData); // 回显
  }
  
  // 3. 检查发送是否完成（非阻塞式）
  if (SCI_getTxStatus(SCIA_BASE) & SCI_TXSTATUS_EMPTY) {
      // TX FIFO 和 发送移位寄存器 都已空，可以安全进入低功耗模式
  }
  

3.4 SCI中断模式

使用中断可以极大地提高CPU效率，避免轮询等待。

• 中断配置示例（使用RX中断接收数据）：

• 常用中断源宏：

  中断源	宏	说明
  RX FIFO	SCI_INT_RXFF	RX FIFO达到设定的触发级别
  TX FIFO	SCI_INT_TXFF	TX FIFO为空（或低于触发级别）
  接收错误	SCI_INT_RXERR	帧错误、溢出错误、校验错误等

4. 关键注意事项

1. 波特率计算：确保LSPCLK_FREQ_HZ参数正确。错误的LSPCLK频率是导致波特率不准的最常见原因。公式：BRR = LSPCLK / (BAUD * 8) - 1，DriverLib的SCI_setConfig内部会自动计算。

2. GPIO复用：必须正确配置GPIO的复用功能，将引脚映射到SCI，而不是普通的GPIO或其他外设。这是无法通信的首要排查点。

3. FIFO的使用：强烈建议始终使能FIFO。即使使用轮询，FIFO也能缓冲数据，提高通信可靠性并减少错误。

4. 中断处理：在ISR中，读取接收数据或检查发送状态会自动清除SCI模块内部的中断标志。但你必须使用Interrupt_clear()来清除PIE组的中断标志。

5. 电平转换：C2000的SCI引脚是TTL电平（3.3V），如果需要连接RS232设备（如老式PC串口），必须使用电平转换芯片（如MAX3232）；如果需要连接RS485设备，则需使用RS485收发器。

6. 软件流控：C2000的SCI硬件不支持CTS/RTS硬件流控，如果需要，必须在软件中实现XON/XOFF协议。

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文中完整参考代码：https://github.com/hazy1k/C2000-Quick-Start-Guide-CCS/tree/main/TMS320F28P550/2.code