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【前言】在基于 AT32F423 微控制器和 Zephyr RTOS 的开发项目中，需要实现串口调试输出功能。本文记录了从零开始配置 USART1 串口输出的完整过程，包括遇到的问题及解决方案。 硬件环境MCU: AT32F423调试器: DAPLink (AT-Link)串口引脚: PA9 (USART1_TX)波特率: 115200
设备树配置
首先在开发板的设备树文件 `boards/at32/at32f423_start/at32f423_start.dts` 中添加 USART1 节点配置：

&usart1 {
    status = "okay";
    current-speed = <115200>;
    pinctrl-0 = <&usart1_tx_pins>;
    pinctrl-names = "default";
};
&pinctrl {
    usart1_tx_pins: usart1_tx {
        /* PA9 as USART1_TX, AF7 */
        at32af = <7>;  /* AF7 */
        at32pp = <0>;  /* Push-pull */
        at32mode = <2>; /* MUX mode */
    };
};

 代码实现
 寄存器定义
通过设备树获取 USART1 基地址：

#define USART1_BASE     DT_REG_ADDR(DT_NODELABEL(usart1))
/* USART1 寄存器 */
#define USART1_STS        (*(volatile uint32_t *)(USART1_BASE + 0x00))
#define USART1_DT         (*(volatile uint32_t *)(USART1_BASE + 0x04))
#define USART1_BAUDR      (*(volatile uint32_t *)(USART1_BASE + 0x08))
#define USART1_CTRL1      (*(volatile uint32_t *)(USART1_BASE + 0x0C))
/* CRM 寄存器 */
#define CRM_BASE          0x40023800
#define CRM_AHBEN1        (*(volatile uint32_t *)(CRM_BASE + 0x30))
#define CRM_APB2EN        (*(volatile uint32_t *)(CRM_BASE + 0x44))
/* GPIOA 寄存器 */
#define GPIOA_BASE       0x40020000
#define GPIOA_MODE       (*(volatile uint32_t *)(GPIOA_BASE + 0x00))
#define GPIOA_MUXH       (*(volatile uint32_t *)(GPIOA_BASE + 0x24))

 USART 初始化

static void usart1_init(void)
{
    volatile uint32_t temp;
    /* 使能 GPIOA 时钟 - AHBEN1 bit 0 */
    temp = CRM_AHBEN1;
    temp |= BIT(0);
    CRM_AHBEN1 = temp;
    /* 使能 USART1 时钟 - APB2EN bit 4 */
    temp = CRM_APB2EN;
    temp |= BIT(4);
    CRM_APB2EN = temp;
    /* 配置 PA9 为 USART1_TX (AF7) */
    /* MODE 寄存器: 设置为 MUX 模式 */
    temp = GPIOA_MODE;
    temp &= ~0x000C0000;  /* 清除 bits 19:18 */
    temp |= 0x00080000;    /* 设置为 MUX 模式 */
    GPIOA_MODE = temp;
    /* MUXH 寄存器: 设置为 AF7 */
    temp = GPIOA_MUXH;
    temp &= ~0x000000F0;   /* 清除 bits 7:4 */
    temp |= 0x00000070;    /* 设置为 AF7 */
    GPIOA_MUXH = temp;
    /* 波特率: 115200 @ 8MHz -> BAUDR = 8000000 / 115200 = 69 */
    USART1_BAUDR = 69;
    /* 使能 USART 和发送器 (bit 13 = UEN, bit 3 = TEN) */
    USART1_CTRL1 = BIT(13) | BIT(3);
}

 发送函数

static void usart1_putchar(char c)
{
    /* 等待发送缓冲区空 (TDBE flag, bit 7) */
    while ((USART1_STS & BIT(7)) == 0) {}
    USART1_DT = c;
}
static void print_str(const char *str)
{
    while (*str) {
        if (*str == '\n') {
            usart1_putchar('\r');
        }
        usart1_putchar(*str++);
    }
}

 关键问题与解决方案
问题 1: 时钟使能错误现象: 程序卡死在等待 TDBE 标志原因: 最初将 USART1 时钟使能位配置错误。USART1 位于 APB2 总线，时钟使能位在 APB2EN 寄存器的 bit 4，而不是 AHBEN2 寄存器。解决:// 错误: CRM_AHBEN2 |= BIT(14);

// 正确:
CRM_APB2EN |= BIT(4);

问题 2: GPIO 引脚配置错误现象: 串口无输出原因: 之前使用了错误的寄存器 (CFGH)，且配置的是 PA10 引脚而非 PA9。解决:使用正确的 MUXH 寄存器 (偏移 0x24)配置 PA9 的 MODE 和 MUX 寄存器
问题 3: USART 使能位错误现象: 串口无输出原因: 查错 SVD 文件后发现，USART 使能位是 CTRL1 寄存器的 bit 13 (UEN)，而非 bit 0。解决:

// 错误: USART1_CTRL1 = BIT(0) | BIT(3);
// 正确:
USART1_CTRL1 = BIT(13) | BIT(3);  // UEN | TEN

 问题 4: 波特率不匹配现象: 输出乱码原因: 系统时钟为 8MHz，而非之前假设的 96MHz 或 144MHz。解决:

// 115200 @ 8MHz -> BAUDR = 8000000 / 115200 = 69
USART1_BAUDR = 69;

 AT32F423 USART 寄存器总结

寄存器	偏移	功能
STS	0x00	状态寄存器 (TDBE: bit 7)
DT	0x04	数据寄存器
BAUDR	0x08	波特率寄存器
CTRL1	0x0C	控制寄存器1 (UEN: bit 13, TEN: bit 3)

CRM 寄存器	偏移	功能
AHBEN1	0x30	AHB1 时钟使能 (GPIOA: bit 0)
APB2EN	0x44	APB2 时钟使能 (USART1: bit 4)

 为 Zephyr 标准 UART 驱动做准备本文的工作是为后续编写 Zephyr 标准 UART 驱动做准备。通过本次调试，已掌握以下关键信息：设备树配置设备树中已定义 USART1 节点，包括：- 基地址: 0x40011000- 中断号: 37- 波特率配置- 引脚复用配置 (pinctrl)驱动开发要点1. 时钟使能: 需要在 CRM 模块中使能 APB2EN bit 42. GPIO 配置: PA9 需要设置为 MUX 模式 (MODE 寄存器) + AF7 功能 (MUXH 寄存器)3. 波特率计算: BAUDR = APB2时钟 / 波特率4. 控制寄存器: CTRL1 bit 13 (UEN) 使能 USART，bit 3 (TEN) 使能发送器后续工作可以参考 Zephyr 其他 UART 驱动 (如 stm32, nxp lpuart) 的实现方式，编写符合 Zephyr uart_api 接口标准的 AT32 USART 驱动。 【总结】通过本文的调试过程，成功在 AT32F423 + Zephyr RTOS 环境下实现了 USART1 串口输出。由于 Zephyr 尚未包含 AT32 的 USART 驱动，因此采用寄存器级编程方式。设备树中已配置 USART1 节点，为后续添加完整的 Zephyr UART 驱动奠定了基础。