STM8S003软件串口的实现

2020-01-22 来源：eefocus

一切发送和接收的过程都是在后台完成的,具体实现需要一个带捕获&匹配功能的定时器,本实现用的是TIM1。任意具有捕获输入功能的引脚都可以用作接收引脚，任意GPIO引脚都可以用作发送引脚。此实现用TIM_CH4作为发送引脚，TIM1_CH3作为接收引脚。

整个数据传输过程基于定时器1的溢出事件，溢出周期为发送半个bit的时间，这是因为发送和接收用的是同一个定时器。

发送环节：

当有数据字节进入发送缓存后，发送请求标志被置位，最近的一个事件更新中断用于启动此次发送传输，从产生发送请求到开始发送的最长延时为一个溢出周期。在每个偶数的溢出中断中设置相应的发送引脚的电平。

接收环节：

空闲状态下，CH3一直处于输入捕获状态，当捕获到第一个下降沿时（起始位），此时计数器的值会自动保存到CCR3中用于之后的匹配，在捕获中断中将通道模式改为匹配，同时禁止该引脚的捕获/匹配功能，使其成为普通的GPIO引脚，以便检测输入电平。由于半个bit周期的溢出事件存在，所以最近的一次匹配肯定出现在起始位的中间点，此时读取引脚上的电平，以得到该位的逻辑，之后丢弃偶数次的匹配中断，在奇数次匹配中断中读取剩余的位的值，知道接收到完整的一字节数据（包括停止位），将通道模式改为捕获，等待下一字节。

具体实现代码如

#define BAUDRATE_SWUART (1200)

#define USR_OVF_ONLY (0x04)

#define TIM1_CR_CEN (0x01) //定时器4计数使能

#define TIM1_SR_UIF (0x01)

#define TIM1_SR_CC3IF (0x08)

#define UPDATE_INTER_ENABLE (0x01)

#define CAP_COMP_INTER_ENABLE3 (0x08)

#define CHANN3_INPUT_TI3FP3 (0x01)

#define CHANN3_OUTPUT (0xFC)

#define CHANN3_FUNC_MASK (0x03)

#define CHANN3_CAP_COMP_ENABLE (0x01)

#define CHANN3_CAP_COMP_DISB (0xFE)

#define CAP_FALL_EDGE (0x02)

#define START_BIT_POS (0x01) //起始位位置

#ifdef HAVE_PARITY

#define WORD_LENGTH (11) //1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个停止位

#define SET_RCV_BIT (0x400)

#define STOP_BIT_POS (0x200) //停止位位置

#define CHECK_BIT_POS (0x100)

#else

#define WORD_LENGTH (10)

#define SET_RCV_BIT (0x200)

#define STOP_BIT_POS (0x100)

#endif

#define BIT_MASK (0x01)

#define EVEN_CHECK (0)

*********************************************************************************************************

* GLOBAL VARIABLES

*********************************************************************************************************

bool IsFirstBit;

bool TxByteReady;

bool IsOdd;

uint8_t TxBitCnt; //发送位数计数

uint8_t RxBitCnt;

uint16_t TxByte; //移位发送缓存

uint16_t RxByte;

*********************************************************************************************************

* Description: Swuart初始化

* Arguments : none

* Returns : none

* Notes : 1200

*********************************************************************************************************

void InitSwuart (void)

{

TIM1->ARRH = (F_MASTER / (BAUDRATE_SWUART * 2)) >> 8;

TIM1->ARRL = (uint8_t)(F_MASTER / (BAUDRATE_SWUART * 2));

TIM1->CR1 = USR_OVF_ONLY; //仅计数器溢出才产生更新事件

TIM1->CCMR3 = CHANN3_INPUT_TI3FP3;

TIM1->CCER2 = CHANN3_CAP_COMP_ENABLE | CAP_FALL_EDGE;

TIM1->IER = UPDATE_INTER_ENABLE |CAP_COMP_INTER_ENABLE3;

TIM1->CR1 = TIM1_CR_CEN;

SwuartTxByte(0xFF); //初始化后第一个发送的第一个字节要丢弃

}

*********************************************************************************************************

* Description: 发送一个字节

* Arguments : byte: 待发送的字节

* Returns : none

* Notes : none

*********************************************************************************************************

void SwuartTxByte (uint8_t byte)

{

TxByte = byte;

TxBitCnt = WORD_LENGTH;

TxByte |= STOP_BIT_POS; //添加停止位

#ifdef HAVE_PARITY

if (GetParity(byte, EVEN_CHECK)){

TxByte |= CHECK_BIT_POS;

}

#endif

TxByte = TxByte << START_BIT_POS; //添加起始位

TxByteReady = true;

IsFirstBit = true;

}

*********************************************************************************************************

* Description: 发送数据

* Arguments : data: 指向待发送数据的指针

* len: 数据长度

* Returns : none

* Notes : none

*********************************************************************************************************

void SwuartSend (const uint8_t *data , uint8_t len)

{

uint8_t i;

static uint8_t SwuartSendBuf[50];

for (i = 0; i < len; i++){

SwuartSendBuf[i] = data[i];

}

i = 0;

while (len--){

SwuartTxByte(SwuartSendBuf[i++]);

while (TxByteReady){

;

}

*********************************************************************************************************

* Description: 奇偶校验

* Arguments : byte: 待校验的字节

* parity: 校验类型选择

* Returns : none

* Notes : 校验位的值

*********************************************************************************************************

#ifdef HAVE_PARITY

uint8_t GetParity (uint8_t byte, uint8_t parity)

{

uint8_t i;

uint8_t n;

uint16_t data;

data = byte;

n = 0;

if (data){

do{

i = data & 0x01;

if ( i > 0 ){

n++;

}

data = data >> 1;

} while ( data > 0 ) ;

}

n = n & 0x01;

if (parity){ //奇校验

if(n){

return 0;

} else {

return 1;

}

} else { //偶校验

if(n){

return 1;

} else {

return 0;

}

#endif

#pragma vector = TIM1_OVF_IRQn

__interrupt void Uart_Tx_Timing (void)

{

static uint8_t OvfInterCnt;

TIM1->SR1 &= ~TIM1_SR_UIF;

if (!TxByteReady){

return;

}

if (IsFirstBit){

OvfInterCnt = 0;

IsFirstBit = false;

}

if (!(OvfInterCnt % 2) && TxBitCnt){ //丢弃奇数此溢出中断，因为发送1位的时间为两个溢出周期

GPIOC->ODR.ODR4 = TxByte & BIT_MASK;

TxByte = TxByte >> 1;

TxBitCnt--;

}

OvfInterCnt++;

if (!TxBitCnt && !(OvfInterCnt % 2)){ //一个字节发送完毕，保证一个完整的停止位

TxByteReady = false;

}

#pragma vector = TIM1_CAP_COMP_IRQn

__interrupt void Uart_Rx_Timing (void)

{

uint8_t tmp;

static uint8_t CapCompCnt;

TIM1->SR1 &= ~TIM1_SR_CC3IF;

if ((TIM1->CCMR3 && CHANN3_FUNC_MASK) == CHANN3_INPUT_TI3FP3){

TIM1->CCER2 &= CHANN3_CAP_COMP_DISB; //此处顺序不能颠倒，要先禁止，后修改通道模式

TIM1->CCMR3 &= CHANN3_OUTPUT;

CapCompCnt = 1;

RxBitCnt = WORD_LENGTH;

RxByte = 0;

return;

}

if ((CapCompCnt % 2) && (RxBitCnt > 1)){ //在奇数次中断中读取数据

if (GPIOC->IDR.IDR3 && (CapCompCnt == 1)){ //软件滤波

TIM1->CCMR3 &= ~CHANN3_FUNC_MASK;

TIM1->CCMR3 |= CHANN3_INPUT_TI3FP3;

TIM1->CCER2 |= CHANN3_CAP_COMP_ENABLE;

return;

}

#ifdef HAVE_PARITY

if (RxBitCnt == 2){ //奇偶校验

if (GPIOC->IDR.IDR3 != GetParity((uint8_t)(RxByte >> 1), EVEN_CHECK)){

TIM1->CCMR3 &= ~CHANN3_FUNC_MASK;

TIM1->CCMR3 |= CHANN3_INPUT_TI3FP3;

TIM1->CCER2 |= CHANN3_CAP_COMP_ENABLE;

return;

}

#endif

if (GPIOC->IDR.IDR3){

RxByte |= SET_RCV_BIT;

}

RxBitCnt--;

RxByte = RxByte >> 1;

}

CapCompCnt++;

if ((RxBitCnt == 1) && (CapCompCnt % 2)){ //检测到停止位后，重新切换到捕获模式

TIM1->CCMR3 &= ~CHANN3_FUNC_MASK;

TIM1->CCMR3 |= CHANN3_INPUT_TI3FP3;

TIM1->CCER2 |= CHANN3_CAP_COMP_ENABLE;

if (GPIOC->IDR.IDR3){

if (!QueueAdd(&queue_uart2, (uint8_t)(RxByte >> 1))){

tmp = (uint8_t)(RxByte >> 1); //队列满则丢弃该字节

tmp = tmp; //避免编译器警告

}

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STM8S003 软件串口发送和接收

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