MM32F013x——UART 单线半双工通信

2万 · 2021-5-25 16:40

在上一次的灵动微课堂中和大家分享过MM32F013x上实现UART极性取反的功能应用，本文再来介绍一下MM32F013x上实现UART单线半双工的功能应用。UART单线半双工简介
在使用数字舵机通讯时所用到的通信方式为UART通信，但舵机只有三根接线，除去VCC和GND，只有一条通信线，也就是说要实现双向通信，只能使用单线半双工模式。在单线半双工模式下，TX 和 RX 引脚在芯片内部互连。

2万 · 2021-5-25 16:43

01 配置流程
单线半双工模式是通过设置UART_SCR寄存器的HDSEL位，在这个模式里UART_SCR 寄存器的SCEN位必须保持清零状态。

在单线半双工模式下，TX和RX引脚在芯片内部互联，使用控制位”HALF DUPLEX SEL”(UART_SCR 中的 HDSEL 位) 选择半双工和全双工通信。

注意
当选择单线半双工模式时RX 不再被使用，当有数据需要发送的时候IO才会被UART驱动，没有数据传输时TX总是被释放，所以使用单线半双工需要外部加上拉。

除此之外通讯上和正常的UART模式类似。由于是单线半双工同一时刻总线上只能有一个节点发送，所以需要软件协议层去管理线上冲突防止多个设备同时发送，当 TXEN 位被设置时，只要数据一写到数据寄存器上，发送就继续。

2万 · 2021-5-25 16:44

02 UART_SCR寄存器描述
配置UART_SCR 的HDSEL为1

UART_SCR 寄存器的SCEN位清

2万 · 2021-5-25 16:45

初始化UART1
从官网上下载MM32F013x例程，里面有UART普通模式的配置，在这个基础上我们直接调用UART_HalfDuplexCmd(UART1,ENABLE);函数接口将串口配置成单线半双工模式，然后IO口初始化只需要配置PA9 TX即可，如下：

void UART1_NVIC_Init(u32 baudrate)
{
UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphclockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOA, ENABLE);

//UART1 NVIC
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//Baud rate
UART_Structinit(&UART_InitStructure);
UART_InitStructure.BaudRate = baudrate;
//The word length is in 8-bit data format.
UART_InitStructure.WordLength = UART_WordLength_8b;
UART_InitStructure.StopBits = UART_StopBits_1;
//No even check bit.
UART_InitStructure.Parity = UART_Parity_No;
//No hardware data flow control.
UART_InitStructure.HWFlowControl = UART_HWFlowControl_None;
UART_InitStructure.Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;
UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);

UART_HalfDuplexCmd(UART1,ENABLE); //Half Duplex Enable
UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);

UART_Cmd(UART1, ENABLE);

GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);

//UART1_TX GPIOA.9
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}功能验证测试UART单线半双工功能测试我们现在拿两个MM32F0133的板子一个做主机一个做从机进行单线收发测试，主机先发送一包数据给从节点，当从节点收到这包数据后再把这包数据发回给主机，然后主机和从机两个板子PA9短接到一起，外部在加一个4.7K上拉电阻。

2万 · 2021-5-25 16:46

主机函数处理：

uint8_t txbuff[10]= {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99,0xAA};
s32 main(void)
{
CONSOLE_Init(115200);//UART2 printf打印
UART1_NVIC_Init(115200);
printf("UART Half Duplex TX Test \r\n");
UART1_Send_Group(txbuff,sizeof(txbuff));
printf("TX Data: ");
for(index=0;index<10;index++)
{
      printf(" %x ",txbuff[index]);
}
printf("\r\n");
while(1)
{
   IF(gUartRxSta == 1) //收到一包数据
   {
         gUartRxSta = 0;
         printf("RX Data: ");
         for(index=0;index<10;index++)
         {
            printf(" %x ",Rx_buff[index]);
         }
            printf("\r\n");
            memset(Rx_buff,0x00,10);
      }
}
//return 0;
}
主机UART的中断服务函数里面，将接从机发送的数据存放在Rx_buff里面，当收到一包数据后通过printf打印到串口，和原始发送的数据进行对比。

void UART1_IRQHandler(void)
{
u8 recvbyte;
// Send packet
if (UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_TXIEN) != RESET)
{
   UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_IT_TXIEN);
}
// Recv packet
if (UART_GetITStatus(UART1, UART_ISR_RX) != RESET)
{
   UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_ISR_RX);
   recvbyte = UART_ReceiveData(UART1);
   Rx_buff[rx_cnt] = recvbyte;
   rx_cnt++;
   if(rx_cnt == 10)
   {
      gUartRxSta = 1;
      rx_cnt = 0;
   }
}
}

2万 · 2021-5-25 16:47

从机函数处理：

s32 main(void)
{
CONSOLE_Init(115200);//UART2 printf打印
UART1_NVIC_Init(115200);
printf("UART Half Duplex RX Test\r\n");
while(1)
{
   if(gUartRxSta == 1)//收到一包数据
   {
      gUartRxSta = 0;
      UART1_Send_Group(Rx_buff,10);
      memset(Rx_buff,0x00,10);
   }
}
//return 0;
}

2万 · 2021-5-25 16:49

从机UART的中断服务函数里面，将接主机发送的数据存放在Rx_buff里面，当收到一包数据后通过单线半双工这个串口发送回去。

void UART1_IRQHandler(void)
{
u8 recvbyte;
// Send packet
if (UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_TXIEN) != RESET)
{
      UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_IT_TXIEN);
}
// Recv packet
if (UART_GetITStatus(UART1, UART_ISR_RX) != RESET)
{
      UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_ISR_RX);
      recvbyte = UART_ReceiveData(UART1);
      Rx_buff[rx_cnt] = recvbyte;
      rx_cnt++;
      if(rx_cnt == 10)
      {
         gUartRxSta = 1;
         rx_cnt = 0;
      }
}
}

2万 · 2021-5-25 16:50

观察测试结果：

然后我们通过主机UART2 的printf打印可以看到主机TX Data 和从机返回的RX Data数据是一样的。

再看看下图逻辑分析仪抓取的逻辑波形，可以也可以看到主机发送的波形和从机返回的波形数据是一样的。

只看该作者 · 2021-5-26 22:35

感谢楼主普及基础知识。

只看该作者 · 2021-6-17 21:14

还真没这么用过，这是芯片资源压缩到极致了才这样用吧