Arduino 系列：Arduino Due 系列 (基于 ATSAM3X8E)_15.外设驱动开发.docxVIP

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15.外设驱动开发

在嵌入式系统开发中，外设驱动是连接硬件和软件的关键部分。ArduinoDue基于AtmelATSAM3X8E微控制器，具有丰富的外设资源，包括定时器、串行通信接口、ADC、DAC、PWM等。本节将详细介绍如何在ArduinoDue上开发这些外设的驱动程序，帮助你更好地利用硬件资源。

15.1定时器驱动开发

定时器是嵌入式系统中常用的外设之一，用于生成精确的时间延迟、事件计数、PWM信号等。ArduinoDue配备了多个定时器，包括高级定时器（TC）和基本定时器（TC0、TC1、TC2）。

15.1.1定时器的基本原理

定时器的基本原理是通过一个计数器来记录时间。计数器在每个时钟周期递增，当计数器达到预设值时，产生中断或触发其他事件。定时器的时钟源可以是内部时钟或外部时钟，通常可以通过预分频器来调整计数器的递增速度。

15.1.2定时器的配置步骤

选择定时器和时钟源：确定使用哪个定时器以及它的时钟源。

配置定时器模式：设置定时器的工作模式，如波形生成模式、捕获模式等。

设置预分频器：调整定时器的时钟频率。

设置计数器值：设定计数器的初始值和比较值。

启用中断：配置中断服务函数，使定时器在达到设定值时触发中断。

启动定时器：开始定时器计数。

15.1.3定时器示例：生成PWM信号

本示例将展示如何使用ArduinoDue的定时器生成PWM信号。我们将使用TC0定时器生成一个500Hz的PWM信号，占空比为50%。

//定义定时器相关的寄存器

#defineTC0((Tc*)TC0_BASE)

#defineTC_CHANNEL00

#definePWM_PERIOD20000//500Hz的周期为20000个时钟周期

#definePWM_DUTY_CYCLE10000//50%占空比

voidsetup(){

//初始化定时器

pmc_set_writeprotect(false);//取消写保护

pmc_enable_periph_clk(ID_TC0);//使能TC0时钟

//配置TC0通道0

TC0-TC_CHANNEL[TC_CHANNEL0].TC_CMR=TC_CMR_WAVE|TC_CMR_WAVSEL_UPRC|TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK1;

TC0-TC_CHANNEL[TC_CHANNEL0].TC_RC=PWM_PERIOD;//设置周期

TC0-TC_CHANNEL[TC_CHANNEL0].TC_RA=PWM_DUTY_CYCLE;//设置占空比

//配置PWM输出引脚

pinMode(8,OUTPUT);

TC0-TC_CHANNEL[TC_CHANNEL0].TC_CMR|=TC_CMR_ACPA_CLEAR|TC_CMR_ACPC_SET|TC_CMR_AEEV_NONE|TC_CMR_ASWTRG_NONE;

//启动定时器

TC0-TC_CHANNEL[TC_CHANNEL0].TC_CCR=TC_CCR_CLKEN|TC_CCR_SWTRG;

}

voidloop(){

//无需循环操作

}

代码说明：

pmc_set_writeprotect(false)和pmc_enable_periph_clk(ID_TC0)用于使能定时器的时钟。

TC_CMR寄存器配置了定时器的工作模式和时钟源。

TC_RC和TC_RA寄存器分别设置了PWM信号的周期和占空比。

pinMode(8,OUTPUT)配置了PWM输出引脚。

TC_CCR寄存器启动了定时器。

15.2串行通信接口驱动开发

串行通信接口（如UART、SPI、I2C）是嵌入式系统中常用的通信方式。ArduinoDue支持多种串行通信接口，本节将详细介绍如何配置和使用这些接口。

15.2.1UART驱动开发

UART（通用异步收发传输器）用于实现串行通信。ArduinoDue配备了多个UART接口，可以用于与电脑或其他设备通信。

15.2.1.1UART的基本原理

UART通过串行数据线在设备之间传输数据。数据传输是异步的，即发送和接收数据时无需同步时钟信号。UART通常使用起始位、停止位和数据位来帧定数据。

15.2.1.2