CW32的UART单线半双工模式

只看该作者 · 2023-5-11 16:29

一、简介
半双工即Half duplex Communication，是指在通信过程的任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但同时只有一个方向上的传输存在。由于这种方式要频繁变换信道方向，故效率低，但可以节约传输线路。半双工方式适用于终端与终端之间的会话式通信。

二、实际操作（以CW32L083为例）
设置 UARTx_CR2.SIGNAL 为 1 使 UART 工作于单线半双工工作模式。在该模式下，使用 UARTx_TXD 引脚进行数据的发送和接收，不占用 UARTx_RXD 引脚（UARTx_RXD 可作通用 IO 使用）。写数据到 UARTx_TDR 寄存器后，UARTx_TXD 引脚立即进入发送状态，输出 UARTx_TDR 寄存器中的数据。数据发送完成后，UARTx_TXD 引脚恢复到常态的接收状态。没有发送数据时，UARTx_TXD 引脚处于接收状态，数据接收完成后，接收完成标志位 UARTx_ISR.RC 会被硬件置位，此时应尽快读取 UARTx_RDR 寄存器，并清除 UARTx_ISR.RC 标志位。

UART工作在单线半双工模式时，UARTx_TXD引脚需要配置为开漏输出。另外用户应采取适当的应用层保护机制，以确保不会出现多主机同时向总线发送数据。

三、UART单线半双工通信示例
硬件采用CW32L083VxTx StartKit单板，用杜邦线连接PA08和PA06引脚。
UARTy查询方式发送TxBuffer1缓冲区中的数据，UARTz查询方式接收数据，并存储到RxBuffer2缓冲区。
UARTz查询方式发送TxBuffer2缓冲区中的数据，UARTy查询方式接收数据，并存储到RxBuffer1缓冲区。
比较TxBuffer1和RxBuffer2、TxBuffer2和RxBuffer1，如果数据一致，则LED1亮，否则LED2亮。
1.配置RCC
void RCC_Configuration(void)
{
RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //SYSCLK = HSI = 8MHz = HCLK = PCLK
RCC_AHBPeriphClk_Enable(UARTy_GPIO_CLK | UARTz_GPIO_CLK | RCC_AHB_PERIPH_GPIOC, ENABLE); //外设时钟使能
UARTy_APBClkENx(UARTy_CLK, ENABLE);
UARTz_APBClkENx(UARTz_CLK, ENABLE);
}
2.配置GPIO
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
UARTy_AFTX; //UART TX 复用
UARTz_AFTX;
UARTy_TXPUR; //UART TX PUR
UARTz_TXPUR;
GPIO_InitStructure.Pins = UARTy_TxPin;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; //开漏输出
GPIO_Init(UARTy_GPIO, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = UARTz_TxPin;
GPIO_Init(UARTz_GPIO, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_2; //PC3 LED1 / PC2 LED2
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);
PC03_SETLOW();//LED灭
PC02_SETLOW();
}
3.配置UART
void UART_Configuration(void)
{
UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0};

UART_InitStructure.UART_BaudRate = UARTyz_BaudRate; // 波特率
UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16; // 采样方式
UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK; // 传输时钟源UCLK
UART_InitStructure.UART_UclkFreq = UARTyz_UclkFreq; // 传输时钟UCLK频率
UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE; // 起始位判定方式
UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1; // 停止位长度
UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No ; // 校验方式
UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx; // 发送/接收使能
UART_Init(UARTy, &UART_InitStructure);
UART_Init(UARTz, &UART_InitStructure);
}
4.定义变量
//UARTy
#define  UARTy                      CW_UART1
#define  UARTy_CLK                   RCC_APB2_PERIPH_UART1
#define  UARTy_APBClkENx             RCC_APBPeriphClk_Enable2
#define  UARTy_GPIO_CLK             RCC_AHB_PERIPH_GPIOA
#define  UARTy_GPIO                   CW_GPIOA
#define  UARTy_TxPin                   GPIO_PIN_8
#define  UARTy_AFTX                   PA08_AFx_UART1TXD()
#define  UARTy_TXPUR                PA08_PUR_ENABLE();

//UARTz
#define  UARTz                      CW_UART2
#define  UARTz_CLK                   RCC_APB1_PERIPH_UART2
#define  UARTz_APBClkENx             RCC_APBPeriphClk_Enable1
#define  UARTz_GPIO_CLK             RCC_AHB_PERIPH_GPIOA
#define  UARTz_GPIO                   CW_GPIOA
#define  UARTz_TxPin                   GPIO_PIN_6
#define  UARTz_AFTX                   PA06_AFx_UART2TXD()
#define  UARTz_TXPUR                PA06_PUR_ENABLE()
#define  UARTyz_BaudRate             9600
#define  UARTyz_UclkFreq             8000000
#define  TxBufferSize1                (ARRAY_SZ(TxBuffer1) - 1)
#define  TxBufferSize2                (ARRAY_SZ(TxBuffer2) - 1)
typedef enum {FAILED = 0, PASSED = !FAILED} TestStatus;
TestStatus Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint16_t BufferLength);
uint8_t TxBuffer1[] = "\r\nCW32L083 UART HalfDuplex: UARTy -> UARTz\r\n";
uint8_t TxBuffer2[] = "\r\nCW32L083 UART HalfDuplex: UARTz -> UARTy\r\n";
uint8_t RxBuffer1[TxBufferSize2];
uint8_t RxBuffer2[TxBufferSize1];
uint32_t NbrOfDataToRead1 = TxBufferSize2;
uint32_t NbrOfDataToRead2 = TxBufferSize1;
uint8_t TxCounter1 = 0, RxCounter1 = 0;
uint8_t TxCounter2 = 0, RxCounter2 = 0;
volatile TestStatus TransferStatus1 = FAILED, TransferStatus2 = FAILED;
5.主程序
int32_t main(void)
{ RCC_Configuration();//配置RCC
GPIO_Configuration();//配置GPIO
UART_Configuration();//配置UART
UART_HalfDuplexCmd(UARTy, ENABLE); //单线半双工 UARTy
UART_HalfDuplexCmd(UARTz, ENABLE); //单线半双工 UARTz
while(NbrOfDataToRead2--) //UARTy -> UARTz
{
      //UARTy发送一个字节数据
      UART_SendData_8bit(UARTy, TxBuffer1[TxCounter1++]);
      while(UART_GetFlagStatus(UARTy, UART_FLAG_TXE) == RESET);
      //UARTz 等待RC
      while(UART_GetFlagStatus(UARTz, UART_FLAG_RC) == RESET);
      UART_ClearFlag(UARTz, UART_FLAG_RC);
      RxBuffer2[RxCounter2++] = UART_ReceiveData_8bit(UARTz);
}
while(NbrOfDataToRead1--)//UARTz -> UARTy
{
      //UARTz发送一个字节数据
      UART_SendData_8bit(UARTz, TxBuffer2[TxCounter2++]);
      while(UART_GetFlagStatus(UARTz, UART_FLAG_TXE)== RESET);
      //UARTy 等待RC
      while(UART_GetFlagStatus(UARTy,UART_FLAG_RC) == RESET);
      UART_ClearFlag(UARTy, UART_FLAG_RC);
      RxBuffer1[RxCounter1++] = UART_ReceiveData_8bit(UARTy);
}
//检查收发数据一致性
TransferStatus1 = Buffercmp(TxBuffer1, RxBuffer2, TxBufferSize1);
TransferStatus2 = Buffercmp(TxBuffer2, RxBuffer1, TxBufferSize2);
if(TransferStatus1 == PASSED && TransferStatus2 == PASSED) //PASSED
{
      //LED1亮
      PC03_SETHIGH();
}
else //FAILED
{
      PC02_SETHIGH();//LED2亮
}
while(1)
{
}
}
6.测试结果：UART半双工通信方式工作正常， LED1亮。