嵌入式工程师在开发产品中经常会用到MCU的片上UART和其它模块进行通信，为了在某些非正常的恶劣环境下能正常使用串口通信，可能需要对UART通信波特率进行自适应校准，在我们之前的微课堂中讲解过关于MM32通用MCU的UART串口通信方面的基础知识，这里我们增加基于灵动微电子MM32F013x 系列UART硬件自适应波特率的使用。

1、原理

UART硬件波特率自适应检测首个通信字节的位宽（1bit、2bit、4bit、8bit），检测前一个边沿和后一个边沿之间的位长，即检测前一个边沿为下降沿，后一个边沿为上升沿或前一个边沿为下降沿，后一个边沿为下降沿，可通过软件灵活配置。

本实例以串口工具作为上位机，MM32F013x的UART1作为下位机，MCU端初始化为非标准波特率9200，使能空闲中断及其他状态标志位，上位机切换不同的波特率，由于上位机和MCU端的波特率不同，可能出现通信失败的情况，启动UART硬件波特率自适应功能，即检测上位机发的首个字节位宽来识别上位机的波特率，MCU端通过硬件波特率自适应切换到对应的波特率，与上位机维持后续正常的通信。

如下图所示，以首字节0XF8为例，首字节位宽为4bit的原理说明：

2、程序配置

2.1 初始化MM32F013x UART1串口

从官网下载MM32F013x例程，这里我们在MM32F0133C7P的样例程序中添加注释并对代码修改。

#include "bsp_UART.h"
#include "led.h"
/*******************************************************************************
* 函数名称：void bsp_UART1_Init(u32 baudrate)
* 函数功能：初始化UART1 PA9/PA10分别作为UART1的TX/RX
* 输入参数：无
* 返回数值：无
******************************************************************************/
void bsp_UART1_Init(u32 baudrate)
{
    //GPIO初始化结构体
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    //UART初始化结构体
    UART_InitTypeDef UART_InitStructure;    
    //NVIC初始化结构体
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    //使能UART1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);        
    //使能GPIOA时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);  

    //开启GPIOA PA9复用于UART1_TX功能 
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_1);    
    //开启GPIOA PA10复用于UART1_RX功能 
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_1);   

    //UART1_TX   GPIOA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;     
    //配置GPIOA.9 速度为高速50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    
    //配置GPIOA.9为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        
    //根据GPIO结构体初始化UART1_TX GPIOA.9
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //UART1_RX GPIOA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;    
    //配置UART1_RX GPIOA.10为上拉输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    
    //根据GPIO结构体初始化UART1_RX GPIOA.10
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //串口波特率
    UART_InitStructure.UART_BaudRate = baudrate;    
    //字长为8位数据格式
    UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;    
    //一位停止位
    UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;    
    //无奇偶校验位
    UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;    
    //无硬件数据流控
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;    
    //允许收发模式
    UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;
    //根据UART结构体初始化串口UART1
    UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);

    //硬件自动波特率检测第1个字节位的位宽前一个边沿为下降沿，后一个边沿为上升沿
    //___              _______
    //   |_ _ _ _|1 x x x x|        = Binary:xxxx 1000  Fall to Rise -> 1 start bit 
    //AutoBaudRate Mode Fall to Rise 4bit width,the first byte is 0xF8 use test

    UART_AutoBaudRateSet(UART1, ABRMODE_FALLING_TO_RISINGEDGE4BIT, ENABLE);

    //接收数据中断、接收帧错误中断、自动波特率结束中断、自动波特率错误中断、空闲中断
    UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN | UART_ICR_RXFERRCLR | UART_ICR_ABRENDCLR |\ UART_ICR_ABRERRCLR | UART_ICR_RXIDLE | UART_IT_ERR, ENABLE);
    //使能UART1
    UART_Cmd(UART1, ENABLE);

    //UART1 NVIC中断优先级设置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
    //UART通道优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;          
    //IRQ通道使能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        
    //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    
}

2.2 编写MM32F013x UART1串口中断服务函数

继续在bsp_UART.c文件中编写MM32F013x UART1串口中断服务函数如下所示。

/*******************************************************************************
* 函数名称：void UART1_IRQHandler(void)
* 函数功能：串口1 UART1中断服务程序
* 输入参数：无
* 返回数值：无
*******************************************************************************/
//自动波特率帧错误标志
u8 Auto_BaudRate_FraErr_Flag = 0;
void UART1_IRQHandler(void)                    
{
    u8 Res;

    //UART1接收中断
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_RXIEN) != RESET)  
    {
        //清UART1接收中断标志
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_IT_RXIEN);            
        //读取UART1接收到的数据
        Res = UART_ReceiveData(UART1);        
        //UART1接收数据缓存起来,最大接收UART1_REC_LEN个字节 
        UART1_Rx_Buf[UART1_Rx_Cnt] = Res;        
        //UART1作接收缓存溢出判断,最大接收UART1_REC_LEN个字节
        if(UART1_Rx_Cnt < UART1_REC_LEN-1)
        {
            //还有数据要接收，接收计数变量自加
            UART1_Rx_Cnt++;
        }
        else
        {
            UART1_Rx_Cnt = 0;
        }
    }

    //帧错误中断标志位
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_IER_RXFERR) != RESET)
    {
        //自动波特率帧错误标志置1
        Auto_BaudRate_FraErr_Flag = 1;
        //清帧错误中断标志位
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_IER_RXFERR);
    }

    //接收数据帧错误中断
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_ICR_RXFERRCLR) != RESET)
    {     
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_ICR_RXFERRCLR);
    }

    //空闲中断硬件波特率自校准
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_ICR_RXIDLE) != RESET)
    {
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_ICR_RXIDLE);

        //自动波特率帧错误标志
        if(Auto_BaudRate_FraErr_Flag == 1)
        {
            Auto_BaudRate_FraErr_Flag = 0;

    //----------------Check MM32F013x UART_AutoBaudRateHard----------
    //___              _______
    //   |_ _ _ _|1 x x x x|  = Binary:xxxx 1000  Fall to Rise -> 1 start bit 
    //AutoBaudRate Mode Fall to Rise 4bit width,the first byte is 0xF8 use test

        UART_AutoBaudRateSet(UART1, ABRMODE_FALLING_TO_RISINGEDGE4BIT, ENABLE);    
        }
    }

    //自动波特率错误中断清除位
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_ICR_ABRERRCLR) != RESET)
    {      
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_ICR_ABRERRCLR);  
    }

    //自动波特率结束中断清除位
    if(UART_GetITStatus(UART1, UART_ICR_ABRENDCLR) != RESET)
    {
        UART_ClearITPendingBit(UART1,UART_ICR_ABRENDCLR);
    }
}

2.3 MM32F013x UART1串口接收函数

在bsp_UART.h文件中宏定义UART1波特率、接收字节长度，变量声明以及UART1接收数据函数和发送数据函数声明。

 void UART1_Recv_Task(void)
{   
   //收到的数据原样返回到串口上位机
   UART_SendBytes(UART1,UART1_Rx_Buf, UART1_Rx_Cnt);
}

2.4 MM32F013x UART串口发送函数

在bsp_UART.c文件中编写MM32F013x UART1发送数据函数，发送单字节数据和发送多字节数据函数分别如下所示：

/*******************************************************************************
* 函数名称：void UART_SendByte(UART_TypeDef* UARTx,u8 dat)
* 函数功能：UART发送单字节数据
* 输入参数：UARTx:UART1/UART2；dat：待发送的数据
* 返回数值：无
*******************************************************************************/
void UART_SendByte(UART_TypeDef* UARTx,u8 dat)
{
    UART_SendData(UARTx, dat);

    while(!UART_GetFlagStatus(UARTx, UART_FLAG_TXEPT));
}

/*******************************************************************************
* 函数名称：void UART_SendBytes(UART_TypeDef* UARTx,u8* buf, u16 len)
* 函数功能：UART发送多字节数据
* 输入参数：UARTx:UART1/UART2；buf：待发送的数据；len：待发送数据的长度
* 返回数值：无
*******************************************************************************/
void UART_SendBytes(UART_TypeDef* UARTx,u8* buf, u16 len)
{
    while(len--)
    {
        UART_SendByte(UARTx,*buf++);       
    }
}

3、MM32F013x UART硬件 自适应波特率的功能演示

在main.c文件的main函数里初始化bsp_UART1_Init(9200)串口初始化函数，在while(1)大循环里调用测试UART1硬件自动波特率收发数据函数：UART1_Recv_Task()；这里以检测UART1通信首字节为4bit宽为例，模式为前一个边沿为下降沿，后一个边沿为上升沿。

MCU端设置非标准波特率9200，我们通过上位机以不同的波特率发送F8进行硬件波特率自适应，自适应完成后UART1就切换到对应的波特率，MCU端收到数据后直接返回给上位机。

灵动微MM32F103系列产品使用高性能内核M3的 32 位微控制器，典型工作频率可达144MHZ，内置高速存储器，丰富的增强型 I/O 端口和外设连接到外部总线。提供5种封装形式，包括 LQFP100、LQFP64、LQFP48、LQFP32 和 QFN32 共 5 种封装形式。根据不同的封装形式，器件中的外设配置不尽相同。该产品适合使用在电机驱动和应用控制，医疗和手持设备，工业应用以及警报系统等。下面英尚微代理商解答关于MM32F103产品中的一些常见问题。

SPI

1 、SPI 支持哪几种模式

按传输方向分
1) 全双工模式,同时收发数据,同时使能 TX 和 RX;
2) 半双工,在不同时间段进行读写,ENABLE TX 时 DISABLE RX,ENABLE RX 时 DISABLE TX;

按采样时序分
1) 模式 0,空闲时时钟为低，第一个时钟沿采样;
2) 模式 1,空闲时时钟为低，第二个时钟沿采样;
3) 模式 2,空闲时时钟为高，第一个时钟沿采样;
4) 模式 3,空闲时时钟为高，第二个时钟沿采样;

2 、SPI 主机通信不正常有哪些原因

常见原因：
1) 配置不正确,表现为无时钟输出;
2) 模式配置不正确,表现为采样点与预期不一致(SPI_CCTL bit0 = 0 为第二个时钟沿采样);
3) 速度配置过快,表现为波形异常;
4) 数据位数配置与 device 不一致,表现为 CLK 个数不对.
5) CS 信号不正确,表现为 CS 信号与 device 时序不对应;

Vbat 的电源接入有什么要求；
如果在应用中没有外部电池， 建议 VBAT 在外部通过一个 100nF 的陶瓷电容与 VDD 相连. 如外接为电池，为保证不损坏，建议在外部 VBAT 和电源之间连接一个低压降二极管。如无外接电池，即使不用 RTC 功能，也需要给 VBAT 供电；

KEIL 例程编译失败可能导致的原因

常见原因：
1) 没有安装 keil4 的兼容包，软件名称为：MDKCM516_legacySupportMDK4（出问题最多）
2) 移动了 keil 工程文件，导致无法找到相对路径的文件
3) 程序太大，超过 FLASH 或者SRAM容量

解决办法
针对 1 和 2 的问题，将 BOOT0 和 BOOT1 接到高电平，复位或者重新上电一下，然后再读 ID。若能读到 ID，则在此模式下擦除程序，然后再将 BOOT0 和 BOOT1 接低电平，这时候 ID 就能读到了。

KEIL 程序编译通过了，可是下载程序失败

常见原因：
1) 硬件电路没有接好，查看 debug 工具是否连接上板子中的 JTAG 或者 SWD，能否读到芯片IDCODE。
2) 若是 Debug 工具能读到芯片 ID,但是无法下载，原因是没有选择 Description 型号，具体配置选择如下图所示。

外部高速时钟接法

外部无源晶振电路如下图所示，晶振两脚接约 22pf 电容，并上 1M 反馈电阻。因芯片内部没有集成反馈电阻，为保证 XTAL 起振，必须接 1M 欧姆电阻；

外部时钟异常常见原因
运行程序通常用到外部高速时钟做系统时钟源，有时候在调试中会遇到系统时钟异常导致程序停止运行，以下列出几点可能的原因：
1) 外部晶振未加反馈电阻，导致外部无稳定时钟输入;
2) 外部晶振范围 8~24MHz;
3) 晶振与芯片引脚间断路;
4) 晶振质量问题导致，不正常起振;
5) 芯片系统时钟配置过程错误等等

WebUSB功能

在前面几个章节我们介绍了MM32 MCU的各种常用的USB功能，而随着物联网的发展，有时候希望我们直接可以通过网页访问USB设备，于是出现了一种新的usb使用类型即WebUSB，通过让MCU USB实现WebUSB功能，就可以直接与网页通信，因此我们本节我们讲解MM32 MCU的WebUSB功能。

对于WebUSB来说，其是由Reilly Grant和Ken Rockot开发的，它已经被推入W3C WICG，以求建立一个能够被浏览器制造商引用的平台。WebUSB是一个Javascript API，可以允许网页访问已连接的USB设备，这里的USB设备是指系统和工业的USB设备。通过WebUSB API，我们可以让USB设备，比如键盘、鼠标、3D打印机和硬件驱动连接到物联网，甚至在Web页面上进行定位。这一产品的目的，是为了帮助硬件制造商将他们的USB设备实现跨平台通用（包括Web），此后不需要为特定的平台写本地驱动或者SDK。除了控制硬件，WebUSB也可以通过Web页面安装固件升级或者执行其他重要任务。然而，这个草拟版本的API并不能传输文件。

号外！AMetal平台迎来新的成员，灵动微电子MM32系列MCU将陆续入驻AMetal平台，MM32L373、MM32L073系列芯片基于AMetal平台的SDK已在github和码云开源发布，后续将支持MM32全系列MCU，欢迎您的试用。

灵动微电子成立于2011年，是中国本土领先的通用32位MCU产品及解决方案供应商。公司基于Arm Cortex-M系列内核开发的MM32 MCU产品拥有F/L/SPIN/W/P五大系列，200多个型号，累计交付近亿颗，在本土通用32位MCU公司中位居前列。MM32 MCU被广泛应用于汽车电子、工业、电机、家电、医疗、消费玩具、手机平板周边、显示及交互等领域，每年都有数千万件配备了灵动微电子MM32 MCU的优秀产品交付到客户手中。

灵动微电子同时获得了ARM-KEIL、IAR、SEGGER等国际权威组织官方支持，是为数不多的建立了独立、完善的生态体系的本土通用MCU公司，可以为客户提供从优异芯片产品到核心算法、从完备参考设计方案到整机开发的全方位支持，真正为中国电子信息产业提供底层技术驱动和支持。

立功科技与灵动微电子强强联合，开启MM32 MCU全面适配AMetal，目前MM32L373、MM32L073系列芯片基于AMetal平台的SDK已在github和码云率先开源发布，欢迎您的试用，MM32产品路线发展规划如下图所示：

1、立功科技基于AMetal平台为灵动微电子MM32 MCU适配了底层驱动及标准接口，用户使用时，可以完全脱离用户手册及繁杂的寄存器操作，直接调用AMetal提供的接口函数，软件开发效率将大大提高。

2、AMetal 提供高效、功能完善的服务组件，主要包括USB、Lora、Modbus、链表、环形缓冲区；以及常用器件的驱动，如：74HC595、LM75、EP24Cxx、MX25xx、DS1302 等；应用程序需要的一切，都可以提供，利用平台提供的软件组件，用户可以省去大量的软件编写及测试时间，专注于应用代码的开发，将极大提高研发效率，尽快走向量产之路。

3、为简化不同厂商、型号之间MCU外设的使用方法，使应用程序不与具体的硬件绑定，进而实现“跨平台复用”，AMetal提供了一套通用接口。通用接口只与“抽象的”的功能相关，而与“具体的”硬件无关。若应用程序基于通用接口编写，无需关心任何底层细节，直接使用AMetal提供的标准接口实现相应功能。在更换底层MCU时，应用程序无需作任何修改，即可无缝迁移，大大提高效率。

基于AMetal平台开发的优势：

• 您将获得丰富的软件组件，瞬间提高项目研发起点；

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• 选择一个不断成长壮大的开源平台，更将成为您量产征途的一把利剑。

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