2019年01月31日 | 基于STM32系列的模拟串口(非阻塞式)

STM32单片机一般少则3个串口,多则5个,而我这次的项目还偏偏5个硬件串口还是不够用.

至于不够用的原因,哎,是项目做到后面有定制,随便哪个串口都省不得,没得办法,只能另想法子咯~

板子上有几个预留IO口,可以用来模拟串口. 模拟串口一般都选9600,速度最快试了也才19200,

所以限制还是较多的,一般不得以情况下才会用到.

在写程序之前我也是参考了前辈们,觉得写的不咋地,照抄他的代码,那我的系统啥事情也

不要干了,就在那里delay吧！！！ 模拟串口分收和发：收比较难，发送比较容易，那就先将接收这块吧。

接收:

有2种思路： 一种是第一个下降沿开始启动定时器,每个bit都去采样Rx电平;

                 从第一个边沿开始统计时间戳,接收完10个bit后再解析.

我这边碰巧选择的是第二种方法,具体实现思路是：

① 启动定时器2用来做背景时间,定时器分频后的计数频率为1MHz,那么对于9600bps来说1个bit就是104.16us,我们取整数104就可以了;

② 再同时启动一个定时器3,定时时间为104*9.5,这个定时器中断发生的时候表示一个字节接收完毕了;

我们以0x37串口通讯时序图为例, ,传输的时候是LSB 1st, Rx引脚选择边沿触发, 第1次边沿到的时候启动定时器2，同时启动定时器3， 第2个边沿的时候将定时器2的计数值存到数组里,此时是104,第3个边沿触发的时候将其计数104*5计数值,同理将4,5,6三个边沿对应的TIM2值存到缓存里,最终是 0,104,416,520,728,936,除以104变成0,1,4,5,7,9;

如何将0,1,4,5,7,9解析成0x37,看似简单的问题其实还是有点麻烦的~ 给个思路，先将0和9这样的数字去掉，变成1,4,5,7;

然后从1开始数到8,跟数组里元素是否有匹配,如果匹配就将状态取反,没有就维持之前的状态:

1有,2,3没有,4有,5有,6没有,7有,8没有-->11101100->倒序后就是0x37了;

再来分析几个处理后的值:4,5,7: 1,2,3没有,4有,5有,6没有,7有,8没有-->00010011->逆序后11001000->0xC8

1,2: 1有,2有,3,4,5,6,7,8没有->10000000->逆序后00000001->0x01

1,2,3,4,6,7,8:1有,2有,3有,4有,5没有,6有,7有,8有->10100101->逆序后10100101->0xA5

7,8:1,2,3,4,5,6没有,7有,8有->00000010->逆序后01000000->0x40

总结下如果第一个是1开头的那么得出的bit就是1,如果第一个是其他数字开头的,则 "1到其他数字" 之间用0来填充;

下面我们就根据总结出来的规律编写解析代码:

int process_byte(int nums)

{

int i;

u8 a=0;

u8 byte=0;

u8 new_array[8];

memset(new_array,0,sizeof(new_array));

for(i=0;i<=nums;i++) //1...7

{

timerecode[i]+=ONE_BIT_TIME/2;

timerecode[i]/=ONE_BIT_TIME;

}

if(timerecode[nums]>=9) //计算下标是从1开始的,并且去掉了9,所以剩下的也不多了

nums--;

if(nums<=0) //全0特殊处理

return 0;

find_max=nums; //去掉第一个0

/*

假设收到的是0,2,4,9

经过处理后就剩下2,4

将2放到new_array下标为1的地方,4放到下标为3的地方

*/

for(i=0;i

{

find_array[i]=timerecode[i+1];

if(find_array[i]!=0)

{

new_array[find_array[i]-1]=find_array[i];

}

}

/*

然后在for(i=find_array[0]-1;i<8;i++)

这个循环里找,如果对应的位有边沿改变,就改变a的值

找不到就复制a的值,这里有点要注意,i循环是从高电平

开始的

*/

for(i=find_array[0]-1;i<8;i++)

{

byte>>=1;

if(i==new_array[i]-1)

a=!a;

if(a)

byte|=0x80;

}

return byte;

}

对于上图0x37的例子,当定时器3中断时,就调用process_byte(nums-1)，其中nums=6,就

是边沿次数,来解析我们接收到的byte啦.

下面的截图是我用模拟串口编写的收发例子:

收发48个任意字节都正常,没有哪个是解析错的.

其他一些函数都比较简单,建议大家自己动手! 有感兴趣的,我会接着写

模拟中断发送!今天到此为止,希望各位喜欢~

发送部分：这部分完全依赖定时器7了，定时周期104us。

发送的原理很简单，我这里没有使用delay方式来发送，而是在定时器里实现发送的；

#define VIR_TXBUFF_SIZ 128

#define VIR_RXBUFF_SIZ 128

typedef struct {

//---------Rx------------

u8 rxov;

u8 rxlen;

u8 rxbuff_idx;

u8 rx_decode_flag;

u8 RxBuff[VIR_RXBUFF_SIZ];//大小一定要是2的次方关系

u8 RXREG;

//---------Tx------------

u8 send_flag;

u8 send_max;

u8 send_cnt;

u8 send_mode; //0-阻塞式发送  1-中断发送(放到sendbuff里,指定send_max即可)

u8 sendbuff[VIR_TXBUFF_SIZ];

u8 TXREG;

}VIRTUAL_UART_t;

static u8 send_a_byte(u8 dat)

{

if(VirtualUart.send_flag)

return 1;

VirtualUart.TXREG=dat;

TIM7->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

Tx_Pin=0;

VirtualUart.send_flag=1;

return 0;

}

static void send_remain_byte(void)

{

if(VirtualUart.send_cnt>=VirtualUart.send_max)

{

VirtualUart.send_flag=0; //发送完毕

}

else

{

VirtualUart.TXREG=VirtualUart.sendbuff[VirtualUart.send_cnt++];

Tx_Pin=0; //产生START信号

}

}

//TIM7定时器里调用

static u8 tim_send_byte(void (*Callback)(void))

{

static int sendidx=0;

sendidx++;

if(sendidx<=8) //DATA 1,2,3...8

{

Tx_Pin=VirtualUart.TXREG&0x01;

VirtualUart.TXREG>>=1;

} else if(sendidx==9) { //STOP

Tx_Pin=1;

} 

else if(sendidx==10) { //STOP的发送完毕了

sendidx=0;

if(Callback!=NULL) //有多个字节要发送,调用回调函数继续发送下一个字节

Callback();

else

VirtualUart.send_flag=0; //已经发送完毕了

return 0;

}

return 1; //1-busy

}

//阻塞式发送

void vu_send_string(u8 *s)

{

VirtualUart.send_mode=0;

while(*s)

{

while(VirtualUart.send_flag!=0);

send_a_byte(*s);

s++;

}

}

//阻塞式发送

void vu_send_len(u8 *s,int len)

{

VirtualUart.send_mode=0;

while(len--)

{

while(VirtualUart.send_flag!=0);

send_a_byte(*s);

s++;

}

}

//中断发送

int vu_send_some_byte_noblock(int len)

{

if(VirtualUart.send_flag)

return -1;

if(len>VIR_TXBUFF_SIZ)

return -2;

VirtualUart.send_mode=1;

VirtualUart.TXREG=VirtualUart.sendbuff[0];

TIM7->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

Tx_Pin=0; //产生START信号

VirtualUart.send_flag=1;

VirtualUart.send_max=len;

VirtualUart.send_cnt=1;

return 0;

}

//主要发送部分代码就在这儿了

void TIM7_IRQHandler(void)

{

TIM7->SR = (uint16_t)~TIM_IT_Update;

if(VirtualUart.send_mode) {

if(tim_send_byte(send_remain_byte)==0) {

if(VirtualUart.send_flag==0)

TIM7->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;

TIM7->CNT=0;

}

}else {

if(tim_send_byte(NULL)==0) {

TIM7->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;

TIM7->CNT=0;

}

}

}