[MM32软件] (转载-分享)MM32F013x——UART 极性取反通信

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 楼主| 两只袜子 发表于 2022-5-10 10:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本文是针对在MM32F013x上实现UART极性取反的功能应用。

嵌入式领域,通常默认串口的电平是高电平为逻辑1,低电平为逻辑0,而在MM32的UART特性中是可以将高电平设置为逻辑0,低电平设置为逻辑1的,UART极性取反虽然不常用,但还是在特殊情况下是需要这个功能,比如硬件设计已经导致必须使用极性取反,否则电路就要改板或者增加反相电路。例如下图的UART隔离电路就需要UART发送极性取反功能。
092602ydwjsujv2wil3u1a.png
图1 UART隔离电路

01UART极性取反简介
UART极性取反下的电平与正常模式下的电平是相反的,正常情况下,UART空闲时电平是高,起始位是空闲状态下变成低电平,bit为1时电平也高。在UART极性取反状态下,空闲电平是低电平,起始位是高,bit为1时电平是低。

在数据接收发送寄存器中,数据也是可以反转的,原来的0变为1,原来的1变为0,这和电平极性反转是类似。需要特别注意的是,在极性反转的时候,起始位和结束位也都反转了,所有的信号电平都反转;而在数据寄存器中只反转了数据位,其中也包含了校验位,没有反转信号的起始位和结束位的极性。
092601mydhpozpi12ykxxm.png
图2 UART极性取反波形

上图是用逻辑分析仪抓取的UART极性取反的逻辑波形。红色字体:“IDLE”部分是空闲状态,“START”是起始位,后面“0~7”是数据的bit0~bit7,“STOP” 是停止位,“IDLE”是空闲(注意,逻辑分析仪设置反向,不然只能抓到波形,无法解析出数据)。 092600t9h74fqv7z4wgcc9.png
图3 UART极性取反控制位
UART->GCR寄存器描述
  • 设置寄存器 TX_TOG位来使能UART发送极性取反功能。
  • 如果UART接收极性也需要取反,则设置RX_TOG位来使能UART接收极性取反功能。
除了设置上述2个位外,其他部分的设置跟普通模式一模一样。






 楼主| 两只袜子 发表于 2022-5-10 10:24 | 显示全部楼层
02初始化UART1
从官网上下载MM32F013x例程,里面有UART普通模式的配置,主要是增加了UART->GCR的TX_TOG和RX_TOG位设置,如下:

void uart_nvic_init(u32 bound)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

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

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);

    //UART1 NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 3;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    //Baud rate
    UART_Structinit(&UART_InitStructure);
    UART_InitStructure.BaudRate = bound;
    //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_ITConfig(UART1,UART_IT_RXIEN,ENABLE);

    UART1->GCR |= UART_GCR_TXTOG; //发送取反位
    UART1->GCR |= UART_GCR_RXTOG; //接收取反位

    UART_Cmd(UART1, ENABLE);

    //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);

    //UART1_RX    GPIOA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
 楼主| 两只袜子 发表于 2022-5-10 10:26 | 显示全部楼层
03功能测试
UART极性取反测试可以自发自收,需要将PA9和PA10短接,需要注意的是收发都需要配置成极性取反功能。在main函数所在.c文件里面,定义一个u8型全局变量UART_SendValue,UART_SendValue每隔500ms自加1,然后通过UART发送出去,依次循环。

u8 UART_SendValue = 0;
s32 main(void)
{
    DELAY_Init();
    LED_Init();
    uart_nvic_init(9600);
    while(1) {        
                 UartSendByte(++UART_SendValue);
                 DELAY_Ms(500);
             }
}

在UART的中断服务函数里面,将接收到的数据存放在printBuf,这样可以在仿真界面下的watch窗口观看printBuf的值是否每隔500ms增加一次并且和UART_SendValue的值一致。

void UART1_IRQHandler(void)
{
    IF (UART_GetITStatus(UART1, UART_ISR_RX) != RESET)
    {
         UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_ISR_RX);
        printBuf = UART_ReceiveData(UART1);
    }
}

下图仿真界面下可以看到printBuf和UART_SendValue的值是一致的。
092600mulglszm7b66luyb.png
图4 UART仿真watch窗口数据对比

下图逻辑分析仪抓取的逻辑波形,可以看到电平和分析到的数据都是一致的。
092559g593kosnx9y52fxk.png
图5 UART极性0x09取反波形





xld0932 发表于 2022-5-11 08:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 xld0932 于 2022-5-11 09:39 编辑

 楼主| 两只袜子 发表于 2022-5-11 09:27 | 显示全部楼层
xld0932 发表于 2022-5-11 09:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 xld0932 于 2022-5-11 09:39 编辑
skyred 发表于 2022-5-14 18:59 | 显示全部楼层
为什么要做取反通信
小灵通2018 发表于 2022-5-15 18:34 | 显示全部楼层
一般单片机没这个功能啊,666
tpgf 发表于 2022-6-3 20:44 | 显示全部楼层
第一次看到这个概念
drer 发表于 2022-6-3 21:20 | 显示全部楼层
有点新兴的感觉呢
qcliu 发表于 2022-6-3 21:32 | 显示全部楼层
那对方还能识别吗
coshi 发表于 2022-6-3 21:45 | 显示全部楼层
那还符合这种通讯协议吗
kxsi 发表于 2022-6-3 21:45 | 显示全部楼层
在什么情况下需要极性取反呢
wiba 发表于 2022-6-3 22:00 | 显示全部楼层
波形非常不错哈
pklong 发表于 2022-6-6 12:53 | 显示全部楼层
这个没有遇到过。  
zerorobert 发表于 2022-6-7 09:20 | 显示全部楼层
MM32F013x功能可以啊。   
mattlincoln 发表于 2022-6-7 10:40 | 显示全部楼层
UART极性取反是什么作用  
juliestephen 发表于 2022-6-7 11:38 | 显示全部楼层
串口通信的要求吗?
aspoke 发表于 2022-6-7 12:48 | 显示全部楼层
增加一个电容不行吗?  
yeates333 发表于 2022-6-7 13:46 | 显示全部楼层
这是加了一个隔离模块吗  
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