基于FreeRTOS的UART空闲中断框架设计

caizhiwei 发表于 2021-3-9 21:53

本帖最后由 caizhiwei 于 2021-3-9 22:16 编辑

#申请原创#
基于FreeRTOS的UART空闲中断框架设计
设计背景：针对大部分国产低端MCU(ARM-CortexM0)来说，并没有空闲中断，此时就需要一个定时器Timer配合来完成此任务。对于UART接受不定长数据，空闲中断还是非常实用的！知识点：FreeRTOS的二值信号量 Timer UART空闲中断的原理： IDLE中断叫空闲中断，不叫帧中断。那么什么叫空闲，怎么定义空闲呢？在实际发送数据的时候，比如一串字符串，其实发送的两个字符之间间隔非常短，所以在两个字符之间不叫空闲。空闲的定义是总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据，空闲中断是检测到有数据被接收后，总线上在一个字节的时间内没有再接收到数据的时候发生的。而总线在什么情况时，会有一个字节时间内没有接收到数据呢？一般就只有一个数据帧发送完成的情况，所以串口的空闲中断也叫帧中断。
开发环境：Win10,MDK5.28,HC32L136设计步骤：
这里不做长篇大论，列举了重要的核心部分讲解，便于大家移植。附件中带有完整的工程代码。首先定义一个结构体和信号量。extern SemaphoreHandle_t AT_RX_Semaphore;

/*用于空闲中断判断*/
typedef struct
{
uint16_t uart_cnt;
uint16_t timer_cnt;
}stcUART_Idle;

extern stcUART_Idle UART_Idle;
2. 串口部分代码：/**********************************************************************************************
*函数功能:初始化UART
*UARTx：选择初始化UART端口号
*Parity：奇偶校验位
*说明IO用使用复位模式2，DMA默认是使能
**********************************************************************************************
*/
void BSP_UARTx_Init(M0P_UART_TypeDef *UARTx, uint32_t baud, en_uart_mmdorck_t Parity)
{
      if(UARTx == M0P_UART0)
      {
            Uart0_init(baud,Parity);
            EnableNvic(UART0_IRQn, IrqLevel3, TRUE);    ///<系统中断使能
      }
      if(UARTx == M0P_UART1)
      {
            EnableNvic(UART1_IRQn, IrqLevel3, TRUE);       ///<系统中断使能
      }
}

//串口0模块配置
static void Uart0_init(uint32_t baud, en_uart_mmdorck_t Parity)
{
   stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg;
stc_uart_cfg_tstcCfg;
stc_uart_baud_t stcBaud;

DDL_ZERO_STRUCT(stcGpioCfg);
DDL_ZERO_STRUCT(stcCfg);
DDL_ZERO_STRUCT(stcBaud);

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralGpio,TRUE); //GPIO外设模块时钟使能

stcGpioCfg.enDir = GpioDirOut;
Gpio_Init(GpioPortA,GpioPin9,&stcGpioCfg);
Gpio_SetAfMode(GpioPortA,GpioPin9,GpioAf1); //配置PA09 为UART0 TX
stcGpioCfg.enDir = GpioDirIn;
Gpio_Init(GpioPortA,GpioPin10,&stcGpioCfg);
Gpio_SetAfMode(GpioPortA,GpioPin10,GpioAf1);//配置PA10 为UART0 RX

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralUart0,TRUE);//UART0外设模块时钟使能

   stcCfg.enRunMode = UartMskMode3; //模式3
if(Parity == UartMskEven)
   {
            stcCfg.enMmdorCk = UartMskEven;    //偶校验
   }
   else if(Parity == UartMskOdd)
   {
            stcCfg.enMmdorCk = UartMskOdd;    //奇校验
   }
   else
   {
            stcCfg.enRunMode = UartMskMode1; //模式1,奇偶检验无效
   }
stcCfg.enStopBit = UartMsk1bit;    //1位停止位
stcCfg.stcBaud.u32Baud = baud;    //波特率9600
stcCfg.stcBaud.enClkDiv = UartMsk8Or16Div;       //通道采样分频配置
stcCfg.stcBaud.u32Pclk = Sysctrl_GetPClkFreq(); //获得外设时钟（PCLK）频率值
Uart_Init(M0P_UART0, &stcCfg);    //串口初始化

Uart_ClrStatus(M0P_UART0,UartRC); //清接收请求
Uart_ClrStatus(M0P_UART0,UartTC); //清发送请求
Uart_EnableIrq(M0P_UART0,UartRxIrq); //使能串口接收中断
//Uart_EnableIrq(M0P_UART0,UartTxIrq); //使能串口发送中断
   //使能DMA发送, DMA相关通道使能后，如果Tx Buff为空，会立马启动传输
   Uart_EnableFunc(M0P_UART0,UartDmaTxFunc);
}3. 编写UART中断函数

在这里采用了循环数组接收，没有使用队列,可以省点资源，效果差不多，数组处理更方便。
3. Timer定时器，这里选用2ms周期中断，并通过UART中断中启动，在Timer中断中关闭。#include "bsp_timer.h"

#include "bsp_uart.h"

SemaphoreHandle_t BinSem_UART_Idle;

//Timer3 配置，用于uart0 的空闲中断
void BSP_Timer3_init(uint16_t u16Period)
{
uint16_t                u16ArrValue;
uint16_t                u16CntValue;
stc_tim3_mode0_cfg_t stcTim3BaseCfg;
//结构体初始化清零
DDL_ZERO_STRUCT(stcTim3BaseCfg);

Sysctrl_SetPeripheralGate(SysctrlPeripheralTim3, TRUE); //Base Timer外设时钟使能

stcTim3BaseCfg.enWorkMode = Tim3WorkMode0;          //定时器模式
stcTim3BaseCfg.enCT    = Tim3Timer;                //定时器功能，计数时钟为内部PCLK
stcTim3BaseCfg.enPRS    = Tim3PCLKDiv32;          //PCLK/32
stcTim3BaseCfg.enCntMode= Tim316bitArrMode;       //自动重载16位计数器/定时器
stcTim3BaseCfg.bEnTog = FALSE;
stcTim3BaseCfg.bEnGate = FALSE;
stcTim3BaseCfg.enGateP = Tim3GatePositive;

Tim3_Mode0_Init(&stcTim3BaseCfg);                   //TIM3 的模式0功能初始化
u16ArrValue = 0x10000 - u16Period ;
Tim3_M0_ARRSet(u16ArrValue);                         //设置重载值(ARR = 0x10000 - 周期)
u16CntValue = 0x10000 - u16Period;
Tim3_M0_Cnt16Set(u16CntValue);                      //设置计数初值
Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);                      //清中断标志
Tim3_Mode0_EnableIrq();                               //使能TIM3中断(模式0时只有一个中断)
EnableNvic(TIM3_IRQn, IrqLevel3, TRUE);             //TIM3 开中断
   //Tim3_M0_Run(); //TIM3 运行
}

/*去初始化,进低功耗功耗前调用此接口*/
void BSP_Timer3_Deinit(void)
{
   stc_tim3_mode0_cfg_t stcTim3BaseCfg;
DDL_ZERO_STRUCT(stcTim3BaseCfg);                      //结构体初始化清零
   Tim3_Mode0_Init(&stcTim3BaseCfg);
   Tim3_ClearIntFlag(Tim3UevIrq);             //清中断标志
Tim3_Mode0_DisableIrq();
   Tim3_M0_Stop();
}

UART和Timer如何配合使用，上面的函数已经给出了。最后，中断中已经给出了信号量，后续如何处理呢？用一个任务去接收信号就好了：

实验效果：
源码整理后的附件：**** Hidden Message *****

caizhiwei 发表于 2021-3-9 22:12

@21小跑堂
申请原创，哈哈

zhdm 发表于 2021-3-9 22:27

谢谢分享

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-12 09:05

谢谢！

ccd007 发表于 2021-3-12 09:07

挺实用的一个帖子

gyh974 发表于 2021-3-12 10:53

没有IDLE空闲中断的MCU有福了

wifi99 发表于 2021-3-13 16:03

来学习学习

Thomas717 发表于 2021-3-13 20:09

谢谢楼主

goodfriends2004 发表于 2021-3-14 07:42

谢谢楼主！

lawesly 发表于 2021-3-14 11:09

这个方法不错, 学习下{:handshake:}

lfc315 发表于 2021-3-14 15:58

不错。。。。。。。。。。。

keke 发表于 2021-3-15 10:36

来,学习学习

starsfu 发表于 2021-3-15 16:10

学习使用

brosoon 发表于 2021-3-16 17:56

let me see !

sleaven 发表于 2021-3-17 09:30

看看学习学习

qj984229477 发表于 2021-3-17 14:21

11111111111111111111111

bbschen 发表于 2021-3-17 14:48

路过，看看

kk的回忆 发表于 2021-3-21 17:53

挺好的例子，学习一下

lcfmax 发表于 2021-3-23 12:02

挺好的例子，学习一下

maryshy 发表于 2021-3-23 16:04

看起来挺有用的

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