微五科技 CF5010RBT60 开发板与庐山派开发板通过 UART 串口通信的详细步骤

以下是微五科技CF5010RBT60开发板与庐山派开发板通过UART串口通信的详细步骤：

一、硬件连接

1. 确定通信接口

   • CF5010RBT60：使用USART1（兼容STM32F103RBT6的引脚定义），对应引脚为PA9（TX）和PA10（RX），位于开发板的排针J5（参考摘要7的引脚定义）。
   • 庐山派K230：使用UART2，对应引脚为GPIO11（TX）和GPIO12（RX），位于开发板的GH1.25-4P带锁接口（参考摘要2、3）。

2. 电平转换（关键步骤）
   CF5010RBT60的USART1输出为3.3V电平，而庐山派K230的UART2默认支持5V电平。为避免损坏设备，需添加电平转换电路：

   • 方案一：使用74HCT125四总线缓冲器（或类似芯片），将CF5010的TX（3.3V）转换为5V连接至庐山派的RX，同时将庐山派的TX（5V）通过74HCT125转换为3.3V连接至CF5010的RX（参考摘要24）。
   • 方案二：使用N沟道MOS管（如2N7002）搭建简易电平转换电路，具体连接方式可参考摘要28。

3. 物理连接

   • CF5010的PA9（TX）→ 电平转换器输入 → 庐山派的GPIO11（RX）。
   • 庐山派的GPIO12（TX）→ 电平转换器输入 → CF5010的PA10（RX）。
   • 两者的GND引脚直接相连，确保共地。

二、CF5010RBT60软件配置（基于Eclipse IDE）

1. 开发环境准备

   • 安装微五科技提供的Eclipse集成开发环境及配套SDK（参考摘要7、17）。
   • 导入USART1通信示例工程，或新建工程并配置USART1外设。

2. USART1初始化代码
   参考STM32F103的USART配置逻辑（CF5010硬件兼容），代码示例如下：

   #include "cf5010.h"
   
   void USART1_Init(void) {
       // 使能USART1和GPIOA时钟
       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
   
       // 配置TX引脚（PA9）为复用推挽输出
       GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
       GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
       // 配置RX引脚（PA10）为浮空输入
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
       GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
       // USART1参数配置
       USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
       USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;    // 波特率
       USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位数据位
       USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;    // 1位停止位
       USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;    // 无校验
       USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无流控
       USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; // 收发模式
       USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
   
       // 使能USART1
       USART_Cmd(USART1, ENABLE);
   }
   
   // 发送单个字节
   void USART1_SendByte(uint8_t Byte) {
       USART_SendData(USART1, Byte);
       while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); // 等待发送完成
   }
   
   // 发送字符串
   void USART1_SendString(char* String) {
       while (*String) {
           USART1_SendByte(*String++);
       }
   }
   

3. 主函数逻辑
   在main()中调用初始化函数并测试通信：

   int main(void) {
       USART1_Init();
       while (1) {
           USART1_SendString("Hello from CF5010!\r\n");
           delay_ms(1000); // 延时1秒
       }
   }
   

三、庐山派K230软件配置（基于MicroPython）

1. 开发环境准备

   • 安装CanMV IDE并连接庐山派开发板（参考摘要4）。
   • 确保庐山派已烧录最新的CanMV固件（支持UART2用户模式）。

2. UART2初始化代码
   使用MicroPython的machine.UART模块，代码示例如下：

   from machine import UART, FPIOA
   
   # 配置引脚
   fpioa = FPIOA()
   fpioa.set_function(11, FPIOA.UART2_TXD)  # GPIO11 → UART2_TX
   fpioa.set_function(12, FPIOA.UART2_RXD)  # GPIO12 → UART2_RX
   
   # 初始化UART2，波特率115200，8位数据位，无校验，1位停止位
   uart = UART(UART.UART2, baudrate=115200, bits=8, parity=None, stop=1)
   
   # 接收数据测试
   while True:
       data = uart.read()
       if data:
           print("Received from CF5010:", data.decode())
           uart.write("Message received by LuShan-Pi!\r\n")
   

四、测试与验证

1. 硬件检查

   • 确保电平转换电路连接正确，无短路或断路。
   • 检查开发板供电是否正常（CF5010通过Type-C，庐山派可通过USB或外部电源）。

2. 软件调试

   • CF5010：编译并下载程序，观察串口输出是否正常（可通过板载USB转UART芯片连接电脑，使用串口助手监控）。
   • 庐山派：在CanMV IDE的串行终端中观察是否接收到CF5010发送的消息，同时检查庐山派是否能正确回传数据。

3. 异常处理

   • 无数据接收：
     • 检查波特率、数据位、停止位等参数是否一致。
     • 使用逻辑分析仪或示波器检测TX/RX引脚波形，确认信号是否正常传输。
   • 乱码：
     • 检查电平转换电路是否正常工作，确保3.3V与5V信号转换正确。
     • 确认代码中是否遗漏了字符串结束符（如\r\n）。

五、扩展建议

1. 通信协议优化

   • 在应用层添加校验和（如CRC16）或数据帧头/尾，提高通信可靠性。
   • 使用DMA传输大数据量，减少CPU占用（参考摘要13、14）。

2. 其他通信接口

   • 若需更高速度，可尝试SPI通信。CF5010的SPI1引脚为PA5（SCK）、PA6（MISO）、PA7（MOSI），庐山派可通过FPIOA配置对应引脚（参考摘要9）。

通过以上步骤，CF5010RBT60与庐山派可实现稳定的串口通信。关键在于电平转换的正确实现及双方参数的严格匹配。