介绍CW32L052优秀的外设功能UART空闲定时器

只看该作者 · 2023-7-17 13:33

本帖最后由 lulugl 于 2023-7-18 07:33 编辑

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串口作为单片机开发的一个常用的外设，应用范围非常广。大部分时候，串口需要接收处理的数据长度是不定的。常见的有几种实现方式：一种是通过固定的帧头+帧尾来来判断；
二是通过串口空闲中断来判断，但是串口空闲中断往往在实际的项目应用中，对不同的波特率会出现不稳定的现象；
三是通过串口中断+定时器来实现，这种方式可以跟据具体的应用需求来定义空闲检测的时间，稳定可靠，但是这需要占用MCU的一个定时器。
这里我要隆重的介绍一下武汉芯源的CW32L052这款芯片，CW32L052在UART外设中增加了一个定时器，初始化其定时器简单，对于实现不定长接收非常之方便。在我了解的UART外设中，是最好用的一个功能！
在其的用户手册中描述了其功能如下：

下面介绍一下如何使用这个功能：
1. 串口初始化，我们按照常规的使能UART1的时钟，以及使用PF04、PF05的GPIO时钟，获取系统钟实，以及配置波特率为115200；同时使能串口空闲计时器，配置串口接收中断以及空闲计时器的中断（缺一不可），同时我们装载ARR值（这个ARR值，最起先与CW沟通，技术解读为UCLK，我经过设置后感要比计算中的慢，待与官方沟通后，技术及时进行了确认，延时时间为ARR+1/波特率，单位时间为秒，这里为CW的技术支持点个赞）。

初始化代码如下：

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void uart1_init(void)

{

        uint32_t PCLK_Freq;

        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

        UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0};

        /* 开始 PF端口时钟 */

        __RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();

        

        /* 使用UART1 时钟 */

        __RCC_UART1_CLK_ENABLE();

        

        /* 复用GPIOF04-05 */

        PF04_AFx_UART1TXD();

        PF05_AFx_UART1RXD();

        

        /*  初始化TX IO */

        GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_4;

        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

        GPIO_Init(CW_GPIOF, &GPIO_InitStructure);

        

        /*  初始化RX IO */

        GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_5;

        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;

        GPIO_Init(CW_GPIOF, &GPIO_InitStructure);

        /* 计算串口输入时钟频率 */

        PCLK_Freq = SystemCoreClock >> pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.HCLKPRS];

        PCLK_Freq >>= pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.PCLKPRS];        

        

        /* 配置串口信息 */

        UART_InitStructure.UART_BaudRate = 115200;

        UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16;

        UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK;

        UART_InitStructure.UART_UclkFreq = PCLK_Freq;

        UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE;

        UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;

        UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;

        UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;

        UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx ;

        

        UART_Init(CW_UART1, &UART_InitStructure);

        

        

        CW_UART1->CR2_f.TIMCR = 0x03; //接收空闲检测模式

         /* 重装ARR */

        CW_UART1->TIMARR_f.TIMARR = 8000;  /* 重载值为 PCLK_Freq 8M 即8000 000/8000 = 1khz 等待时间为1ms */

        /* 使能 UART中断 */

        NVIC_SetPriority(UART1_IRQn, 0);

        NVIC_EnableIRQ(UART1_IRQn);

        



        CW_UART1->IER_f.RC = 1;     //使能接收中断

        CW_UART1->IER_f.TIMOV = 1;  //打开定时器中断

        

}

2. 中断接收函数，在中断接收中，如果我们检测为接收中断，则把接收的字符放到接收数组中，如果检测到的为定时器超时，则更新接收空闲标志。并且重新使能串口超时接收位。（在这里要特别的注明一下，空闲检测位使能，与串口中断使用位不同，我试验后需要每一次都要启用）。

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] This funcation handles UART1

 */



uint8_t uart1_rx_buff[UART1_RX_MAXLEN] = {0};

uint8_t uart1_rx_cnt = 0;

uint8_t uart1_rx_state = 0;



void UART1_UART4_IRQHandler(void)

{

    /* USER CODE BEGIN */

    if(UART_GetITStatus(CW_UART1, UART_IT_RC) != RESET)

    {

                                if(uart1_rx_cnt<UART1_RX_MAXLEN)

                                {

                                        uart1_rx_buff[uart1_rx_cnt] = UART_ReceiveData_8bit(CW_UART1);

                                        uart1_rx_cnt++;

                                }else {

                                        uart1_rx_cnt = 0;

                                        uart1_rx_buff[uart1_rx_cnt] = UART_ReceiveData_8bit(CW_UART1);

                                        uart1_rx_cnt++;

                                }

                                

        UART_ClearITPendingBit(CW_UART1, UART_IT_RC);

    }

                if(CW_UART1->ISR_f.TIMOV == 1)

                {

                        uart1_rx_state = 1;

                        CW_UART1->ICR_f.TIMOV = 0;    //清除定时器中断

                        CW_UART1->CR2_f.TIMCR = 0x03; //使能接收空闲检测模式

                }

    /* USER CODE END */

}

3. 在主程序中我们编写测试函数如下，检测空闲接收位，如果检测到了则打印出接收的数据。

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int32_t main(void)

{

                uart1_init();



                UART_SendString(CW_UART1, "start\r\n");



    while(1)

    {

                        if(uart1_rx_state == 1)

                        {

                                uart1_rx_state = 0;

                                uart1_rx_cnt = 0;

                                UART_SendString(CW_UART1,uart1_rx_buff);

                                UART_SendString(CW_UART1, "\r\n");

                                memset(uart1_rx_buff, 0, UART1_RX_MAXLEN);

                                

                        }

    }



}

【实验效果】可以接收不定长的数据，我们打开终串终端，如期实现如下效果：

【讨论】
串口空闲检测定时器配置简单方便，可以应用到多个超时检测的场景，比如AT指令中需要长时间等待串口响应的，这样我们就可以直接装载空闲ARR的数时来实现延时，而不需要使用阻塞式的延时函数。
【建议】
1. CW32l052_uart库函数中没有更新定时器超时的中断标志，需要用寄器来操作。
2. 在手户手册中还没有详细的对串口定时器的中断如何设置的流程，用户理解起来不是很好。
3. 串口空闲计时器的位在每次进入中断后需要重新写入，感觉不是很方便，能不能象串口接收中断RC位一样，写入一次就可以了，需要停止时清除该位即可。
3. 建议在下一版的用户手册中，详细的介绍如何使用这个优秀的UART空闲检测定时器，使得用户及时掌握使用方法。