怎么使用STM32驱动CH438串口扩展芯片？

CH438串口扩展芯片是一个一对八的串口扩展芯片，在一些串口需要过多的场合比较有用。这个串口芯片事实上并没有占用MCU的串口它实际上是使用了8个IO口做数据的传输。下面我就简单介绍一下怎么使用STM32驱动这个串口扩展芯片。并演示一个用CH438发送一段MODBUS码给电脑,电脑发给STM32的数据数据也回显示到电脑上.
  CH438我用的是44管脚的LQFP44封装。
  
  

  

  实际的电路是这样的：
  
  

  

   
  需要注意的几点就是：RXT代表的是复位应该接上拉电阻到电源，我用的是STM32的复位电路共用。这里不能悬空。
  晶振使用的是22.1184MHz晶振频率很高注意起振电容的选择。我采用的是20pf。
  D0~D7与STM32 的PC0~7连接，这八位是数据传输位，其他的几位都是控制位。本次接收数据使用到了本芯片和STM32的中断，INT叫对应的就是中断线。注意这个管脚不能连接到PC口上因为PC口已经当做数据口用了，如果连接到PC口高八位上，在芯片读写数据的时候出异常。
  下面这些是芯片内部的寄存器：主要就是配置他们。
  
  

  


#ifndef _CH438_H
#define _CH438_H
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#define REG_RBR_ADDR        0x00      /* 串口0接收缓冲寄存器地址 */
#define REG_THR_ADDR        0x00      /* 串口0发送保持寄存器地址 */
#define REG_IER_ADDR        0x01      /* 串口0中断使能寄存器地址 */
#define REG_IIR_ADDR        0x02      /* 串口0中断识别寄存器地址 */
#define REG_FCR_ADDR        0x02      /* 串口0FIFO控制寄存器地址 */
#define REG_LCR_ADDR        0x03      /* 串口0线路控制寄存器地址 */
#define REG_MCR_ADDR        0x04      /* 串口0MODEM控制寄存器地址 */
#define REG_LSR_ADDR        0x05      /* 串口0线路状态寄存器地址 */
#define REG_MSR_ADDR        0x06      /* 串口0MODEM状态寄存器地址 */
#define REG_SCR_ADDR        0x07      /* 串口0用户可定义寄存器地址 */
#define REG_DLL_ADDR        0x00      /* 波特率除数锁存器低8位字节地址 */
#define REG_DLM_ADDR        0x01      /* 波特率除数锁存器高8位字节地址 */

/* CH438内部串口0~7 专用状态寄存器 */

#define REG_SSR_ADDR        0x4F       /* 专用状态寄存器地址 */


/* IER寄存器的位 */

#define BIT_IER_RESET       0x80      /* 该位置1则软复位该串口 */
#define BIT_IER_LOWPOWER    0x40      /* 该位为1则关闭该串口的内部基准时钟 */
#define BIT_IER_SLP         0x20      /* 串口0是SLP,为1则关闭时钟震荡器 */
#define BIT_IER1_CK2X       0x20      /* 串口1是CK2X,为1则强制将外部时钟信号2倍频后作为内部基准时钟 */
#define BIT_IER_IEMODEM     0x08      /* 该位为1允许MODEM输入状态变化中断 */
#define BIT_IER_IELINES     0x04      /* 该位为1允许接收线路状态中断 */
#define BIT_IER_IETHRE      0x02      /* 该位为1允许发送保持寄存器空中断 */
#define BIT_IER_IERECV      0x01      /* 该位为1允许接收到数据中断 */

/* IIR寄存器的位 */

#define BIT_IIR_FIFOENS1    0x80
#define BIT_IIR_FIFOENS0    0x40      /* 该2位为1表示起用FIFO */

/* 中断类型：0001没有中断，0110接收线路状态中断，0100接收数据可用中断，1100接收数据超时中断，0010THR寄存器空中断，0000MODEM输入变化中断 */
#define BIT_IIR_IID3        0x08
#define BIT_IIR_IID2        0x04        //接受数据可用
#define BIT_IIR_IID1        0x02        //THR寄存器空中断
#define BIT_IIR_NOINT       0x01

/* FCR寄存器的位 */

/* 触发点： 00对应1个字节，01对应16个字节，10对应64个字节，11对应112个字节 */
#define BIT_FCR_RECVTG1     0x80      /* 设置FIFO的中断和自动硬件流控制的触发点 */
#define BIT_FCR_RECVTG0     0x40      /* 设置FIFO的中断和自动硬件流控制的触发点 */

#define BIT_FCR_TFIFORST    0x04      /* 该位置1则清空发送FIFO中的数据 */
#define BIT_FCR_RFIFORST    0x02      /* 该位置1则清空接收FIFO中的数据 */
#define BIT_FCR_FIFOEN      0x01      /* 该位置1则起用FIFO,为0则禁用FIFO */

/* LCR寄存器的位 */

#define BIT_LCR_DLAB        0x80      /* 为1才能存取DLL，DLM，为0才能存取RBR/THR/IER */
#define BIT_LCR_BREAKEN     0x40      /* 为1则强制产生BREAK线路间隔*/

/* 设置校验格式：当PAREN为1时，00奇校验，01偶校验，10标志位（MARK，置1)，11空白位（SPACE，清0) */
#define BIT_LCR_PARMODE1    0x20      /* 设置奇偶校验位格式 */
#define BIT_LCR_PARMODE0    0x10      /* 设置奇偶校验位格式 */

#define BIT_LCR_PAREN       0x08      /* 为1则允许发送时产生和接收校验奇偶校验位 */
#define BIT_LCR_STOPBIT     0x04      /* 为1则两个停止位,为0一个停止位 */

/* 设置字长度：00则5个数据位，01则6个数据位，10则7个数据位，11则8个数据位 */
#define BIT_LCR_WORDSZ1     0x02      /* 设置字长长度 */
#define BIT_LCR_WORDSZ0     0x01

/* MCR寄存器的位 */

#define BIT_MCR_AFE         0x20      /* 为1允许CTS和RTS硬件自动流控制 */
#define BIT_MCR_LOOP        0x10      /* 为1使能内部回路的测试模式 */
#define BIT_MCR_OUT2        0x08      /* 为1允许该串口的中断请求输出 */
#define BIT_MCR_OUT1        0x04      /* 为用户定义的MODEM控制位 */
#define BIT_MCR_RTS         0x02      /* 该位为1则RTS引脚输出有效 */
#define BIT_MCR_DTR         0x01      /* 该位为1则DTR引脚输出有效 */

/* LSR寄存器的位 */

#define BIT_LSR_RFIFOERR    0x80      /* 为1表示在接收FIFO中存在至少一个错误 */
#define BIT_LSR_TEMT        0x40      /* 为1表示THR和TSR全空 */
#define BIT_LSR_THRE        0x20      /* 为1表示THR空*/
#define BIT_LSR_BREAKINT    0x10      /* 该位为1表示检测到BREAK线路间隔 */
#define BIT_LSR_FRAMEERR    0x08      /* 该位为1表示读取数据帧错误 */
#define BIT_LSR_PARERR      0x04      /* 该位为1表示奇偶校验错误 */
#define BIT_LSR_OVERR       0x02      /* 为1表示接收FIFO缓冲区溢出 */
#define BIT_LSR_DATARDY     0x01      /* 该位为1表示接收FIFO中有接收到的数据 */

/* MSR寄存器的位 */

#define BIT_MSR_DCD         0x80      /* 该位为1表示DCD引脚有效 */
#define BIT_MSR_RI          0x40      /* 该位为1表示RI引脚有效 */
#define BIT_MSR_DSR         0x20      /* 该位为1表示DSR引脚有效 */
#define BIT_MSR_CTS         0x10      /* 该位为1表示CTS引脚有效 */
#define BIT_MSR_DDCD        0x08      /* 该位为1表示DCD引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_TERI        0x04      /* 该位为1表示RI引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_DDSR        0x02      /* 该位为1表示DSR引脚输入状态发生变化过 */
#define BIT_MSR_DCTS        0x01      /* 该位为1表示CTS引脚输入状态发生变化过 */

/* 中断状态码 */

#define INT_NOINT           0x01      /* 没有中断 */
#define INT_THR_EMPTY       0x02      /* THR空中断 */
#define INT_RCV_OVERTIME    0x0C      /* 接收超时中断 */
#define INT_RCV_SUCCESS     0x04      /* 接收数据可用中断 */
#define INT_RCV_LINES       0x06      /* 接收线路状态中断 */
#define INT_MODEM_CHANGE    0x00      /* MODEM输入变化中断 */

#define CH438_IIR_FIFOS_ENABLED 0xC0  /* 起用FIFO */


#define WR   PDout(3)
#define ALE  PDout(7)
#define RD   PDout(4)
#define CS   PDout(5)
#define AMOD PDout(6)
#define INT  PDout(1)
void SetOutPut(void);
void SetInPut(void);
void CH438_Init(void);
void CH438WriteReg(u8 add,u8 data);
u8 CH438ReadReg(u8 add);
unsigned char CH438_CheckIIR(unsigned char num);
void CH438_CloseSeril(unsigned char num);
void CH438_CloseALLSeril(void);
void CH438_ResetSeril(unsigned char num);
void CH438_SetBandrate(unsigned char num, unsigned long value);
void CH438_UARTInit(unsigned char num);
void CH438_SendDatas(unsigned char num, unsigned char* sendbuff,unsigned char len);
unsigned char CH438_RecvDatas(unsigned char num, unsigned char* revbuff);
void CH438_TranConfig(unsigned char num);
void CH438_INTConfig(unsigned char num);
void CH438_AutoHFCtrl(unsigned char num);
void CH438_RegTEST(unsigned char num);
void CH438_Uart_Init(unsigned char num,unsigned long value);
#endif
上面就是CH438.h头文件，以下就是main函数，本程序只打开了串口2



int  main()
{
        u8 ssr =0 ;
        u8 AddCom[8] =          {01,05,01,17,255,00,221,195};           //增压

        delay_init();                     
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2                 
        uart_init(9600);
        LCD_Init();
        CH438_Init();  
       
        CH438_ResetSeril(2);  //软件复位串口2
        CH438_Uart_Init(2,9600); //串口2打开 波特率9600
        delay_ms(100);
       
        while(1)
        {
                CH438_SendDatas(2,AddCom,8);
                CH438_SendDatas(2,(u8*)"rn",2);
                delay_ms(1000);       
        }
}
下面是主要的函数


#include "ch438.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#define Fpclk              1843200         /* 定义内部时钟频率,默认外部晶振的12分频    */
#define MaxRecvLen    50                   /* 接收缓冲区大小    */

const unsigned char offsetadd[] = {0x00,0x10,0x20,0x30,0x08,0x18,0x28,0x38,};                /* 串口号的偏移地址 */
const unsigned char Interruptnum[] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,};        /* SSR寄存器中断号对应值 */

unsigned char Revbuff[MaxRecvLen];                /* 接收缓存区 */
unsigned char RevLen;                                        /* 接收计数 */




void SetOutPut()  //IO输出模式
{
        GPIOC->CRL &=0;
        GPIOC->CRL = 0X33333333;

}
void SetInPut()//IO输入模式
{
        GPIOC->CRL &=0;
        GPIOC->CRL = 0X88888888;
}
void CH438_Init() //IO口中断等初始化
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
        EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = 0X00FF;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
       
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
        GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_1;
        GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
        GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource1);
        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
        EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;       
        EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
        EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
        EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
       
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
        AMOD = 1;

}

void CH438WriteReg(u8 add,u8 data)  //写一个字节到寄存器
{
        u16  value ;
        CS = 1;
        WR = 1;
        RD = 1;
        SetOutPut();
        GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|add; //低八位十数据位确保高八位数据不变  写寄存器地址
        CS = 0;
        ALE =1;
        delay_us(1);
        ALE = 0;
       
        GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|data; //写数据
        WR =0 ;
        delay_us(1);
        WR =1;
        CS =1;
}


u8 CH438ReadReg(u8 add) //读取一个字节
{
        u8 value;
        u8 value1;
        CS = 1;
        WR =1;
        RD =1;
        SetOutPut();   //
        CS = 0;
        ALE =1;
        GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR&0XFF00)|add;
        ALE = 0;
        SetInPut();
        RD = 0;
        value = GPIO_ReadInputData(GPIOC);
       

        RD =1;
        CS =1;
       
        return value;
}

unsigned char CH438_CheckIIR(unsigned char num)
{
        unsigned char value;
       
        value = CH438ReadReg( offsetadd[num] | REG_IIR_ADDR );
        return value;
}
void CH438_CloseSeril(unsigned char num) //关闭某位串口
{
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_LOWPOWER);
}

void CH438_CloseALLSeril(void) //关闭所有串口
{
        CH438WriteReg(offsetadd[0]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_LOWPOWER|BIT_IER_SLP);
}
void CH438_ResetSeril(unsigned char num) //复位串口
{
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_RESET);
}
void CH438_SetBandrate(unsigned char num, unsigned long value)//设置波特率 未使用此函数
{
        uint8_t dlab=0;
        uint16_t bandspeed;
       
       
        bandspeed = Fpclk/16/value;
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, BIT_LCR_DLAB );  
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR, (uint8_t)bandspeed);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR, (uint8_t)(bandspeed>>8));
       

        printf("bandrate: %dn", bandspeed);
        printf("DLM: %dn", CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR));
        printf("DLL: %dn", CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR));

}
void CH438_UARTInit(unsigned char num)//初始化  未使用到
{
        CH438_SetBandrate(num, 9600);        /* CH438串口1波特率设置 */
        CH438_TranConfig(num);                         /* CH438串口1数据格式配置及FIFO大小 */       
}
//发送数据

void CH438_SendDatas(unsigned char num, unsigned char* sendbuff,unsigned char len)
{
       
        do
        {
                while((CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR)&BIT_LSR_THRE)==0);    //LSR->THRE==1  保持寄存器空
               
                        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_THR_ADDR,*sendbuff++);       
        }while(--len);
       
}
//接收数据

unsigned char CH438_RecvDatas(unsigned char num, unsigned char* revbuff)
{
        uint8_t len=0;
        uint8_t *p_rev;
       
        p_rev = revbuff;

        while( ( CH438ReadReg( offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR ) & BIT_LSR_DATARDY ) == 0 );    /*等待数据准备好 */
        while((CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LSR_ADDR)&BIT_LSR_DATARDY))        //LSR->DATARDY==1
        {
                *p_rev = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_RBR_ADDR);
                p_rev++;
                len++;
        }
        return len;
}
void CH438_TranConfig(unsigned char num)
{       
        /* 发送数据格式:8位数据，无校验，1个停止位  */
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, BIT_LCR_WORDSZ1 | BIT_LCR_WORDSZ0);
        /* 设置FIFO模式，触发点为112字节 */
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR, BIT_FCR_RECVTG1 | BIT_FCR_RECVTG0 | BIT_FCR_FIFOEN);       
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR)| BIT_FCR_TFIFORST|BIT_FCR_RFIFORST);
}

void CH438_INTConfig(unsigned char num)
{       
        /* 注意: CH438打开BIT_IER_IETHRE中断(0->1),会产生一个发生空中断 */       
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, BIT_IER_IELINES | BIT_IER_IETHRE | BIT_IER_IERECV );
        CH438_CheckIIR(num);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR, BIT_MCR_OUT2    | BIT_MCR_RTS     | BIT_MCR_DTR);//可以产生一个实际的中断       
}

void CH438_AutoHFCtrl(unsigned char num)
{
    CH438WriteReg( offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR, BIT_MCR_AFE | BIT_MCR_OUT2 | BIT_MCR_RTS );/* 设置MCR寄存器的AFE和RTS为1 */
}
//中断处理函数

void EXTI1_IRQHandler()
{
        u8 gInterruptStatus;
        u8 InterruptStatus;
        u8 i;
        static u8 j ;
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!= RESET)
        {
                        gInterruptStatus = CH438ReadReg( REG_SSR_ADDR );
                       
                        if(!gInterruptStatus)
                        {
                                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
                                return ;
                        }
                       
                       
                                for(i=0; i<8; i++)
                        {
                                if( gInterruptStatus & Interruptnum )    /* 检测哪个串口发生中断 */
                                {
                                        InterruptStatus = CH438ReadReg( offsetadd | REG_IIR_ADDR ) & 0x0f;    /* 读串口的中断状态 */       
                                       
                                        switch( InterruptStatus )
                                        {
                                                case INT_NOINT:                        /* 没有中断 */                                       
                                                        break;
                                                case INT_THR_EMPTY:                /* THR空中断 */                                               
                                                        break;
                                                case INT_RCV_OVERTIME:        /* 接收超时中断 */
                                                        RevLen = CH438_RecvDatas(i, Revbuff);                                       
                                                        CH438_SendDatas(i, Revbuff, RevLen);
                                                        break;
                                                case INT_RCV_SUCCESS:        /* 接收数据可用中断 */
                                                        RevLen = CH438_RecvDatas(i, Revbuff);
                                                        CH438_SendDatas(i, Revbuff, RevLen);
                                                        break;
                                                case INT_RCV_LINES:                /* 接收线路状态中断 */
                                                        CH438ReadReg( offsetadd | REG_LSR_ADDR );
                                                        break;
                                                case INT_MODEM_CHANGE:        /* MODEM输入变化中断 */
                                                        CH438ReadReg( offsetadd | REG_MSR_ADDR );
                                                        break;
                                                default:
                                                        break;

                                        }
                                }
                        }
       
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
        }
}
void CH438_RegTEST(unsigned char num)//测试使用的函数
{

        printf("current test serilnum: %d rn",(unsigned short)offsetadd[num]);
        printf("IER: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_IER_ADDR));//?IER
        printf("IIR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_IIR_ADDR));//?IIR
        printf("LCR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_LCR_ADDR));//?LCR
        printf("MCR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_MCR_ADDR));//?MCR
        printf("LSR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_LSR_ADDR));//?LSR
        printf("MSR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_MSR_ADDR));//?MSR
        //CH438WriteReg(offsetadd[num] | REG_SCR_ADDR, 0x78);
        printf("SCR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_SCR_ADDR));//?SCR
        printf("FCR: %02xrn",(unsigned short)CH438ReadReg(offsetadd[num] | REG_FCR_ADDR));//?SCR

}
//串口初始化函数 输入参数 串口号和波特率
void CH438_Uart_Init(unsigned char num,unsigned long value)
{

        uint8_t dlab=0;
        uint16_t bandspeed;
        dlab = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR);
        dlab &= 0xDF;
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR, dlab);
       
        dlab = CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR);
        dlab |= 0x80;                //置LCR寄存器DLAB位为1
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, dlab);
       
        bandspeed = Fpclk/16/value;
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLL_ADDR, (uint8_t)bandspeed);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_DLM_ADDR, (uint8_t)(bandspeed>>8));
        dlab &= 0x7F;                //置IIR寄存器DLAB位为0
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR, dlab);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,BIT_FCR_RECVTG1 | BIT_FCR_RECVTG0 | BIT_FCR_FIFOEN );
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_LCR_ADDR,BIT_LCR_WORDSZ1 | BIT_LCR_WORDSZ0 );
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_IER_ADDR,BIT_IER_IELINES | BIT_IER_IETHRE | BIT_IER_IERECV);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_MCR_ADDR,BIT_MCR_OUT2    | BIT_MCR_RTS     | BIT_MCR_DTR);
        CH438WriteReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR,CH438ReadReg(offsetadd[num]|REG_FCR_ADDR)| BIT_FCR_TFIFORST|BIT_FCR_RFIFORST);


}   
  实验结果如下: