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[RISC-V MCU 应用开发] 第六十一章、CH32V103应用教程——USART-单线半双工

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 楼主| RISCVLAR 发表于 2021-1-26 10:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
USART, ST, buffer, IO, pi
本帖最后由 RISCVLAR 于 2021-1-26 10:41 编辑

CH32V103应用教程——USART-单线半双工

本章教程主要通过UART2和USART3进行单线半双工模式数据收发。

1、USART简介及相关函数介绍
半双工模式支持使用单个引脚（只使用TX引脚）来接收和发送，TX引脚和 RX引脚在芯片内部连接。
单线半双工模式通过设置USART控制寄存器3（USARTx_CTLR3）的HDSEL位选择。在这个模式里，下面的位必须保持清零状态：
● USARTx_CTLR2寄存器的LINEN和CLKEN位
● USARTx_CTLR3寄存器的SCEN和IREN位
USART可以配置成遵循单线半双工协议。在单线半双工模式下，TX和RX引脚在芯片内部互连。通过使用控制位”HALF DUPLEX SEL”(USARTx_CTLR3寄存器中的HDSEL位)选择半双工和全双工通信。
当HDSEL位置1时，即选择半双工通信方式，在这种方式下：
● RX不再被使用
● 当没有数据传输时，TX总是被释放。因此，它在空闲状态的或接收状态时表现为一个标准I/O口。这就意味该I/O在不被USART驱动时，必须配置成悬空输入(或开漏的输出高)。
除此以外，通信与正常USART模式类似。由软件来管理线上的冲突(例如通过使用一个中央仲裁器)。特别的是，发送从不会被硬件所阻碍。当USART控制寄存器 1（USARTx_CTLR1）的TE位被置1时，只要数据一写到数据寄存器上，发送就继续。
关于CH32V103 USART具体信息，可参考CH32V103应用手册。USART标准库函数在第三章节已介绍，在此不再赘述。

2、硬件设计
本章教程主要通过UART2和USART3进行单线半双工模式数据收发。将开发板USART2与USART3连接起来即可，具体连接方式如下：
硬件连线：PA2 —— PB10  
   
3、软件设计
本章教程主要通过UART2和USART3进行单线半双工模式数据收发，具体程序如下：
usart.h文件
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  1. #ifndef __USART_H
    

  2. #define __USART_H
    


  3. 

  4. #include "ch32v10x_conf.h"
    


  5. 

  6. /* Global typedef */
    

  7. typedef enum
    

  8. {
    

  9.   FAILED = 0,
    

  10.   PASSED = !FAILED
    

  11. } TestStatus;
    


  12. 

  13. void USARTx_CFG(void);
    

  14. TestStatus Buffercmp(uint8_t* Buf1, uint8_t* Buf2, uint16_t BufLength);
    


  15. 

  16. #endif
usart.h文件主要进行相关定义和函数声明；
usart.c文件
复制
  1. #include "usart.h"
    


  2. 

  3. /*******************************************************************************
    

  4. * Function Name  : USARTx_CFG
    

  5. * Description    : Initializes the USART2 & USART3 peripheral.
    

  6. * Input          : None
    

  7. * Return         : None
    

  8. *******************************************************************************/
    

  9. void USARTx_CFG(void)
    

  10. {
    

  11.   GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    

  12.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    


  13. 

  14.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2|RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
    

  15.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);
    


  16. 

  17.   //因为配置为单线半双工通信，因此此处只需对USART2和USART3的TX引脚进行配置，RX引脚不再被使用
    

  18.   /* USART2 TX-->A.2 */
    

  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;                /* Only Configure TX Pin */
    

  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  22.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  23. 

  24.   /* USART3 TX-->B.10 */
    

  25.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;               /* Only Configure TX Pin */
    

  26.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  27.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  28.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    


  29. 

  30.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;                 //设置串口波特率为115200
    

  31.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  //字长为8位数据格式
    

  32.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;       //1个停止位
    

  33.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;          //无奇偶校验位
    

  34.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控制
    

  35.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //发送和接收模式
    


  36. 

  37.   USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);                    //初始化串口
    

  38.   USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
    

  39.   USART_Cmd(USART2, ENABLE);
    

  40.   USART_Cmd(USART3, ENABLE);
    


  41. 

  42.   //使能开启半双工通信，开启半双工模式的方式是对控制寄存器 3（R16_USARTx_CTLR3）的 HDSEL 位置位
    

  43.   USART_HalfDuplexCmd(USART2, ENABLE);
    

  44.   USART_HalfDuplexCmd(USART3, ENABLE);
    


  45. 

  46. }
    


  47. 

  48. /*******************************************************************************
    

  49. * Function Name  : Buffercmp
    

  50. * Description    : Compares two buffers
    

  51. * Input          : Buf1,Buf2:buffers to be compared
    

  52. *                  BufferLength: buffer's length
    

  53. * Return         : PASSED: Buf1 identical to Buf2
    

  54. *                  FAILED: Buf1 differs from Buf2
    

  55. *******************************************************************************/
    

  56. TestStatus Buffercmp(uint8_t* Buf1, uint8_t* Buf2, uint16_t BufLength)
    

  57. {
    

  58.   while(BufLength--)
    

  59.   {
    

  60.     if(*Buf1 != *Buf2)
    

  61.     {
    

  62.       return FAILED;
    

  63.     }
    

  64.     Buf1++;
    

  65.     Buf2++;
    

  66.   }
    

  67.   return PASSED;
    

  68. }
usart.c文件主要包括2个函数：USARTx_CFG函数、Buffercmp函数。USARTx_CFG函数主要进行串口初始化配置；Buffercmp函数主要进行发送数据和接收数据的比较。
main.c文件
复制
  1. /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
    

  2. * File Name          : main.c
    

  3. * Author             : WCH
    

  4. * Version            : V1.0.0
    

  5. * Date               : 2020/04/30
    

  6. * Description        : Main program body.
    

  7. *******************************************************************************/
    


  8. 

  9. /*
    

  10. *@Note
    

  11. 单线半双工模式，Master/Slave 模式收发例程：
    

  12. Master：USART2_Tx(PA2)
    

  13. Slave ：USART3_Tx(PB10)
    


  14. 

  15. 本例程演示 UART2 和 USART3 单线半双工模式数据收发。
    

  16. 注：
    

  17.      硬件连线：PA2 —— PB10
    


  18. 

  19. */
    


  20. 

  21. #include "debug.h"
    

  22. #include "usart.h"
    


  23. 

  24. /* Global define */
    

  25. #define TxSize1   (size(TxBuffer1))
    

  26. #define TxSize2   (size(TxBuffer2))
    

  27. #define size(a)   (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
    


  28. 

  29. /* Global Variable */
    

  30. u8 TxBuffer1[] = "*Buffer1 Send from USART2 to USART3 using HalfDuplex Mode!";     /* Send by UART2 */
    

  31. u8 TxBuffer2[] = "#Buffer2 Send from USART3 to USART2 using HalfDuplex Mode!";     /* Send by UART3 */
    

  32. u8 RxBuffer1[TxSize1]={0};                                                         /* USART2 Using */
    

  33. u8 RxBuffer2[TxSize2]={0};                                                         /* USART3 Using  */
    


  34. 

  35. u8 TxCnt1 = 0, RxCnt1 = 0;
    

  36. u8 TxCnt2 = 0, RxCnt2 = 0;
    


  37. 

  38. TestStatus TransferStatus1 = FAILED;
    

  39. TestStatus TransferStatus2 = FAILED;
    


  40. 

  41. /*******************************************************************************
    

  42. * Function Name  : main
    

  43. * Description    : Main program.
    

  44. * Input          : None
    

  45. * Return         : None
    

  46. *******************************************************************************/
    

  47. int main(void)
    

  48. {
    

  49.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    

  50.     Delay_Init();
    

  51.     USART_Printf_Init(115200);
    

  52.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
    

  53.     printf("USART HalfDuplex TEST\r\n");
    


  54. 

  55.     USARTx_CFG();                                                   /* USART2 & USART3 INIT */
    


  56. 

  57.     while(TxCnt2<TxSize2)                                           /* USART3--->USART2 */
    

  58.     {
    

  59.         while(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TXE) == RESET) /* waiting for sending finish */
    

  60.         {
    

  61.         }
    

  62.         USART_SendData(USART3, TxBuffer2[TxCnt2++]);         //串口3向串口2发送数据
    


  63. 

  64.         while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == RESET)
    

  65.         {
    

  66.         }
    

  67.         RxBuffer1[RxCnt1++] = USART_ReceiveData(USART2);     //串口3接收来自串口2的数据
    

  68.     }
    


  69. 

  70.     while(TxCnt1<TxSize1)                                           /* USART2--->USART3 */
    

  71.     {
    

  72.         while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET) /* waiting for sending finish */
    

  73.         {
    

  74.         }
    

  75.         USART_SendData(USART2, TxBuffer1[TxCnt1++]);         //串口2向串口3发送数据
    


  76. 

  77.         while(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_RXNE) == RESET)
    

  78.         {
    

  79.         }
    

  80.         RxBuffer2[RxCnt2++] = USART_ReceiveData(USART3);     //串口2接收来自串口3的数据
    

  81.     }
    


  82. 

  83.     //将两个缓冲区数据进行比较验证单线半双工通信是否有误
    

  84.     TransferStatus1=Buffercmp(TxBuffer1,RxBuffer2,TxSize1);
    

  85.     TransferStatus2=Buffercmp(TxBuffer2,RxBuffer1,TxSize2);
    


  86. 

  87.     //根据比较值输出相应值，并打印输出缓冲区的值
    

  88.     if(TransferStatus1&&TransferStatus2)
    

  89.     {
    

  90.       printf("\r\nSend Success!\r\n");
    

  91.     }
    

  92.     else
    

  93.     {
    

  94.       printf("\r\nSend Fail!\r\n");
    

  95.     }
    

  96.     printf("TxBuffer1---->RxBuffer2     TxBuffer2---->RxBuffer1\r\n");
    

  97.     printf("TxBuffer1:%s\r\n",TxBuffer1);
    

  98.     printf("RxBuffer1:%s\r\n",RxBuffer1);
    

  99.     printf("TxBuffer2:%s\r\n",TxBuffer2);
    

  100.     printf("RxBuffer2:%s\r\n",RxBuffer2);
    


  101. 

  102.     while(1)
    

  103.     {
    

  104.     }
    

  105. }
    


  106.
main.c文件主要进行数据发送和接收，同时打印输出发送数据和接收数据。

4、下载验证
将编译好的程序下载到开发版并复位，串口打印如下：
图片1.png

  

60、USART-单线半双工通信.rar

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gaoyang9992006 发表于 2021-1-26 23:45 | 显示全部楼层
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