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[单片机芯片] 【CH32V317W-R0开发板】串口服务器技术储备篇

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 楼主| abner_ma 发表于 2025-7-23 17:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
串口测试, 控制器, 串口, 串口服务器, 开发板, BSP, 控制
  CH32V30x和CH32V31x系列是基于青稞V4F微处理器设计的32位RISC-V内核MCU，工作频率144MHz，内置高速存储器，系统结构中多条总线同步工作，提供了丰富的外设功能和增强型 I/O 端口。内置 2 个 12 位 ADC 模块、2 个 12 位 DAC 模块、多组定时器、多通道触摸按键电容检测（TKey）等功能，还包含了标准和专用通讯接口：I2C、I2S、SPI、USART、SDIO、CAN 控制器、USB2.0 全速主机/设备控制器、USB2.0 高速主机/设备控制器（内置 480Mbps 收发器）、数字图像接口、千兆以太网控制器等。产品工作额定电压为 3.3V，工作温度范围为-40℃～85℃工业级。支持多种省电工作模式来满足产低功耗应用要求。系列产品中各型号在资源分配、外设数量、外设功能等方面有所差异，按需选择。

  CH32V303/305/307 产品资源分配：307有8个串口，是8个，没错！！如果用STM32，上H7才可以。

    D2.png


  用CH32V3**做串口服务器是理想选择，串口服务器是一种网络设备，想在将8个独立的TTL，RS-232、RS-485或RS-422串口设备连接到以太网，实现串口与网络之间的双向透明数据传输。其核心功能包括：
1，多串口支持：提供8个独立的串口接口，可同时连接多个串口设备。
2，协议转换：将串行数据封装为TCP/IP数据包进行传输，接收端还原为串行信号。
3，双向透明传输：确保数据在串口与网络之间无协议变化地传输，保持原始数据的完整性。
4，远程管理：支持通过Web界面、Telnet或专用配置工具进行远程参数设置和状态监控。
5，多协议支持：内部集成ARP、IP、TCP、UDP、HTTP、ICMP等协议，支持动态IP（DHCP）和静态IP配置。
  灵活的工作模式：TCP Server模式：作为服务器端，等待客户端连接。
  TCP Client模式：作为客户端，主动向服务器发起连接。
  UDP模式：支持快速、低延迟的数据广播和接收。
虚拟串口模式：在计算机上创建虚拟串口，远程设备被识别为本地串口。
6,Modbus网关功能：支持Modbus TCP转Modbus RTU，实现上位机使用Modbus TCP协议对RS-485的Modbus RTU设备的数据采集。
7，多主机功能：支持多个计算机主站同时访问同一个串口设备，适用于一问一答的查询方式。

CH32V307/317串口特点：
  • 多串口配置：CH32V307扩展了8组串口，包括3个通用同步异步收发器（USART1/2/3）和5个通用异步收发器（UART4/5/6/7/8），可同时连接多个串口设备，满足复杂系统需求。
  • 高速通信能力：支持最高9Mbps的波特率传输，满足高速数据传输需求，适用于实时性要求高的应用场景。
  • 灵活通信模式：
    • 全双工/半双工：支持同步或异步通信，适应不同协议要求。
    • 同步模式：USART模块可输出时钟信号，通过CK引脚同步数据传输，适用于需要严格时序控制的场景。
    • 异步模式：采用起始位、数据位、停止位和校验位的组合传输数据，无需同步时钟信号，实现简单灵活。
  • 协议兼容性：
    • 支持LIN（局部互连网）、IrDA（红外数据协会）编码器、智能卡协议。
    • 兼容调制解调器（CTS/RTS硬件流控）操作，满足多样化通信需求。
  • DMA支持：支持DMA操作连续通讯，减少CPU干预，提升数据传输效率，适用于大数据量场景。
  • 中断功能：提供多种中断源，包括接收缓冲区非空中断（RXNE）和空闲线中断（IDLE），便于实时处理数据。空闲中断触发流程中，每接收到一个字节，RXNE标志置1，可通过检测IDLE标志实现帧接收。
  • 低功耗设计：在保持高性能的同时，支持多种低功耗模式（睡眠、停止、待机），适用于电池供电或对功耗敏感的应用场景。
  • 硬件加速：配备硬件堆栈区和快速中断入口，在标准RISC-V基础上提高中断响应速度，确保串口通信的实时性和可靠性。





D3.png



先编写一个串口打印测试：
main.c
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  1. #include "debug.h"
    


  2. 


  3. 

  4. // 简单延时函数(单位:微秒)
    

  5. void Delay_us(uint32_t us) {
    

  6.     for (uint32_t i = 0; i < us; i++) {
    

  7.         for (volatile uint32_t j = 0; j < 7; j++); // 调整循环次数以适配你的时钟频率
    

  8.     }
    

  9. }
    


  10. 

  11. // 简单延时函数(单位:毫秒)
    

  12. void Delay_ms(uint32_t ms) {
    

  13.     for (uint32_t i = 0; i < ms; i++) {
    

  14.         for (volatile uint32_t j = 0; j < 7200; j++); // 调整循环次数以适配你的时钟频率
    

  15.     }
    

  16. }
    


  17. 

  18. int main(void)
    

  19. {
    

  20.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    

  21.         SystemCoreClockUpdate();
    

  22.         Delay_Init();
    

  23.         USART_Printf_Init(115200);        
    

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

  25.         printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );
    

  26.         printf("This is printf example\r\n");
    


  27. 

  28.         while(1)
    

  29.     {
    

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

  31.                 printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );
    

  32.                 printf("This is printf example\r\n");
    

  33.                 Delay_ms(1000);
    


  34. 


  35. 

  36.         }
    

  37. }
复制

  1. 

  2. #include "debug.h"
    


  3. 

  4. static uint8_t  p_us = 0;
    

  5. static uint16_t p_ms = 0;
    


  6. 

  7. #define DEBUG_DATA0_ADDRESS  ((volatile uint32_t*)0xE0000380)
    

  8. #define DEBUG_DATA1_ADDRESS  ((volatile uint32_t*)0xE0000384)
    


  9. 

  10. /*********************************************************************
    

  11.  * @fn      Delay_Init
    

  12.  *
    

  13.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Initializes Delay Funcation.
    

  14.  *
    

  15.  * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none
    

  16.  */
    

  17. void Delay_Init(void)
    

  18. {
    

  19.     p_us = SystemCoreClock / 8000000;
    

  20.     p_ms = (uint16_t)p_us * 1000;
    

  21. }
    


  22. 

  23. /*********************************************************************
    

  24.  * @fn      Delay_Us
    

  25.  *
    

  26.  * @brief   Microsecond Delay Time.
    

  27.  *
    

  28.  * @param   n - Microsecond number.
    

  29.  *
    

  30.  * @return  None
    

  31.  */
    

  32. void Delay_Us(uint32_t n)
    

  33. {
    

  34.     uint32_t i;
    


  35. 

  36.     SysTick->SR &= ~(1 << 0);
    

  37.     i = (uint32_t)n * p_us;
    


  38. 

  39.     SysTick->CMP = i;
    

  40.     SysTick->CTLR |= (1 << 4);
    

  41.     SysTick->CTLR |= (1 << 5) | (1 << 0);
    


  42. 

  43.     while((SysTick->SR & (1 << 0)) != (1 << 0))
    

  44.         ;
    

  45.     SysTick->CTLR &= ~(1 << 0);
    

  46. }
    


  47. 

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

  49.  * @fn      Delay_Ms
    

  50.  *
    

  51.  * @brief   Millisecond Delay Time.
    

  52.  *
    

  53.  * @param   n - Millisecond number.
    

  54.  *
    

  55.  * @return  None
    

  56.  */
    

  57. void Delay_Ms(uint32_t n)
    

  58. {
    

  59.     uint32_t i;
    


  60. 

  61.     SysTick->SR &= ~(1 << 0);
    

  62.     i = (uint32_t)n * p_ms;
    


  63. 

  64.     SysTick->CMP = i;
    

  65.     SysTick->CTLR |= (1 << 4);
    

  66.     SysTick->CTLR |= (1 << 5) | (1 << 0);
    


  67. 

  68.     while((SysTick->SR & (1 << 0)) != (1 << 0))
    

  69.         ;
    

  70.     SysTick->CTLR &= ~(1 << 0);
    

  71. }
    


  72. 

  73. /*********************************************************************
    

  74.  * @fn      USART_Printf_Init
    

  75.  *
    

  76.  * @brief   Initializes the USARTx peripheral.
    

  77.  *
    

  78.  * @param   baudrate - USART communication baud rate.
    

  79.  *
    

  80.  * @return  None
    

  81.  */
    

  82. void USART_Printf_Init(uint32_t baudrate)
    

  83. {
    

  84.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    

  85.     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    


  86. 

  87. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  88.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    


  89. 

  90.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    

  91.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  92.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  93.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  94. 

  95. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  96.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
    

  97.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    


  98. 

  99.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    

  100.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  101.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  102.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  103. 

  104. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  105.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
    

  106.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    


  107. 

  108.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    

  109.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  110.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  111.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    


  112. 

  113. #endif
    


  114. 

  115.     USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;
    

  116.     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    

  117.     USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    

  118.     USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    

  119.     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    

  120.     USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    


  121. 

  122. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  123.     USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    

  124.     USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    


  125. 

  126. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  127.     USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
    

  128.     USART_Cmd(USART2, ENABLE);
    


  129. 

  130. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  131.     USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
    

  132.     USART_Cmd(USART3, ENABLE);
    


  133. 

  134. #endif
    

  135. }
    


  136. 

  137. /*********************************************************************
    

  138.  * @fn      SDI_Printf_Enable
    

  139.  *
    

  140.  * @brief   Initializes the SDI printf Function.
    

  141.  *
    

  142.  * @param   None
    

  143.  *
    

  144.  * @return  None
    

  145.  */
    

  146. void SDI_Printf_Enable(void)
    

  147. {
    

  148.     *(DEBUG_DATA0_ADDRESS) = 0;
    

  149.     Delay_Init();
    

  150.     Delay_Ms(1);
    

  151. }
    


  152. 

  153. /*********************************************************************
    

  154.  * @fn      _write
    

  155.  *
    

  156.  * @brief   Support Printf Function
    

  157.  *
    

  158.  * @param   *buf - UART send Data.
    

  159.  *          size - Data length
    

  160.  *
    

  161.  * @return  size: Data length
    

  162.  */
    

  163. __attribute__((used)) int _write(int fd, char *buf, int size)
    

  164. {
    

  165.     int i = 0;
    


  166. 

  167. #if (SDI_PRINT == SDI_PR_OPEN)
    

  168.     int writeSize = size;
    


  169. 

  170.     do
    

  171.     {
    


  172. 

  173.         /**
    

  174.          * data0  data1 8 bytes
    

  175.          * data0 The lowest byte storage length, the maximum is 7
    

  176.          *
    

  177.          */
    


  178. 

  179.         while( (*(DEBUG_DATA0_ADDRESS) != 0u))
    

  180.         {
    


  181. 

  182.         }
    


  183. 

  184.         if(writeSize>7)
    

  185.         {
    

  186.             *(DEBUG_DATA1_ADDRESS) = (*(buf+i+3)) | (*(buf+i+4)<<8) | (*(buf+i+5)<<16) | (*(buf+i+6)<<24);
    

  187.             *(DEBUG_DATA0_ADDRESS) = (7u) | (*(buf+i)<<8) | (*(buf+i+1)<<16) | (*(buf+i+2)<<24);
    


  188. 

  189.             i += 7;
    

  190.             writeSize -= 7;
    

  191.         }
    

  192.         else
    

  193.         {
    

  194.             *(DEBUG_DATA1_ADDRESS) = (*(buf+i+3)) | (*(buf+i+4)<<8) | (*(buf+i+5)<<16) | (*(buf+i+6)<<24);
    

  195.             *(DEBUG_DATA0_ADDRESS) = (writeSize) | (*(buf+i)<<8) | (*(buf+i+1)<<16) | (*(buf+i+2)<<24);
    


  196. 

  197.             writeSize = 0;
    

  198.         }
    


  199. 

  200.     } while (writeSize);
    


  201. 


  202. 

  203. #else
    

  204.     for(i = 0; i < size; i++)
    

  205.     {
    

  206. #if(DEBUG == DEBUG_UART1)
    

  207.         while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  208.         USART_SendData(USART1, *buf++);
    

  209. #elif(DEBUG == DEBUG_UART2)
    

  210.         while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  211.         USART_SendData(USART2, *buf++);
    

  212. #elif(DEBUG == DEBUG_UART3)
    

  213.         while(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET);
    

  214.         USART_SendData(USART3, *buf++);
    

  215. #endif
    

  216.     }
    

  217. #endif
    

  218.     return size;
    

  219. }
    


  220. 

  221. /*********************************************************************
    

  222.  * @fn      _sbrk
    

  223.  *
    

  224.  * @brief   Change the spatial position of data segment.
    

  225.  *
    

  226.  * @return  size: Data length
    

  227.  */
    

  228. __attribute__((used)) void *_sbrk(ptrdiff_t incr)
    

  229. {
    

  230.     extern char _end[];
    

  231.     extern char _heap_end[];
    

  232.     static char *curbrk = _end;
    


  233. 

  234.     if ((curbrk + incr < _end) || (curbrk + incr > _heap_end))
    

  235.     return NULL - 1;
    


  236. 

  237.     curbrk += incr;
    

  238.     return curbrk - incr;
    

  239. }
    


  240. 


  241. 


  242.
测试结果：nice!!
复制
  1. SystemClk:96000000
    

  2. ChipID:3173b568
    

  3. This is printf example
    

  4. SystemClk:96000000
    

  5. ChipID:3173b568
    

  6. This is printf example
    

  7. SystemClk:96000000
    

  8. ChipID:3173b568
    

  9. This is printf example
    

  10. SystemClk:96000000
    

  11. ChipID:3173b568
    

  12. This is printf example
    

  13. SystemClk:96000000
    

  14. ChipID:3173b568
    

  15. This is printf example
    

  16. SystemClk:96000000
    

  17. ChipID:3173b568
    

  18. This is printf example
    

  19. SystemClk:96000000
    

  20. ChipID:3173b568
    

  21. This is printf example


D1.png


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彩虹捕手 发表于 2025-7-28 09:39 | 显示全部楼层
CH32V30x系列的MCU确实性能强大，144MHz的主频和丰富的外设接口，非常适合做串口服务器。
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二月寒风 发表于 2025-7-29 11:33 | 显示全部楼层
8路RS485的TXEN 怎么做比较效率高？
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评论

abner_ma
将8路RS485的TXEN引脚通过逻辑门（如与门、或门）或GPIO扩展芯片（如74HC595）连接至单一控制信号，实现同步切换。减少MCU引脚占用：仅需1个GPIO即可控制8路收发状态，节省资源。 时序一致性：避免多路信号独立控制导致的时延差异，确保数据同步性。  发表于 2025-7-29 18:08
彩虹彼岸 发表于 2025-8-7 16:16 | 显示全部楼层
串口服务器是一种网络设备，是把以太网数据变成串口数据对吧
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AuroraWaltz 发表于 2025-8-15 11:54 | 显示全部楼层
144MHz的主频和丰富的外设接口，非常适合做串口服务器。好像是这么回事哈
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