本文将介绍在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。
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。
02 UART_SCR寄存器描述
配置UART_SCR 的HDSEL为1
UART_SCR 寄存器的SCEN位清零
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。
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;
}
}
}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;
}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;
}
}
}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。
转自：灵动微电子
