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基于MM32F013x上實現UART極性取反的方案設計

電子設計 ? 來源:靈動微電子 ? 作者:靈動微電子 ? 2021-01-11 06:10 ? 次閱讀

本文是針對在MM32F013x上實現UART極性取反的功能應用。

嵌入式領域,通常默認串口的電平是高電平為邏輯1,低電平為邏輯0,而在MM32的UART特性中是可以將高電平設置為邏輯0,低電平設置為邏輯1的,UART極性取反雖然不常用,但還是在特殊情況下是需要這個功能,比如硬件設計已經導致必須使用極性取反,否則電路就要改板或者增加反相電路。例如下圖的UART隔離電路就需要UART發送極性取反功能。

o4YBAF_78GaACzKHAACp-yPmo54432.png

圖1 UART隔離電路

01、UART極性取反簡介

UART極性取反下的電平與正常模式下的電平是相反的,正常情況下,UART空閑時電平是高,起始位是空閑狀態下變成低電平,bit為1時電平也高。在UART極性取反狀態下,空閑電平是低電平,起始位是高,bit為1時電平是低。

在數據接收發送寄存器中,數據也是可以反轉的,原來的0變為1,原來的1變為0,這和電平極性反轉是類似。需要特別注意的是,在極性反轉的時候,起始位和結束位也都反轉了,所有的信號電平都反轉;而在數據寄存器中只反轉了數據位,其中也包含了校驗位,沒有反轉信號的起始位和結束位的極性。

pIYBAF_78HSAaO19AACEpAn0FYQ055.png

圖2 UART極性取反波形

上圖是用邏輯分析儀抓取的UART極性取反的邏輯波形。紅色字體:“IDLE”部分是空閑狀態,“START”是起始位,后面“0~7”是數據的bit0~bit7,“STOP” 是停止位,“IDLE”是空閑(注意,邏輯分析儀設置反向,不然只能抓到波形,無法解析出數據)。

pIYBAF_78M6Afht3AAGUxZVoiYQ896.png

圖3 UART極性取反控制位

UART->GCR寄存器描述

設置寄存器 TX_TOG位來使能UART發送極性取反功能。

如果UART接收極性也需要取反,則設置RX_TOG位來使能UART接收極性取反功能。

除了設置上述2個位外,其他部分的設置跟普通模式一模一樣。

02、初始化UART1

從官網上下載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位設置,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; //發送取反位
    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);
}

03、功能測試

UART極性取反測試可以自發自收,需要將PA9和PA10短接,需要注意的是收發都需要配置成極性取反功能。在main函數所在.c文件里面,定義一個u8型全局變量UART_SendValue,UART_SendValue每隔500ms自加1,然后通過UART發送出去,依次循環。

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的中斷服務函數里面,將接收到的數據存放在printBuf,這樣可以在仿真界面下的watch窗口觀看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);
    }
}

下圖仿真界面下可以看到printBuf和UART_SendValue的值是一致的。

o4YBAF_78NuAfJ-qAABCwf9Jf8E582.png

圖4 UART仿真watch窗口數據對比

下圖邏輯分析儀抓取的邏輯波形,可以看到電平和分析到的數據都是一致的。

pIYBAF_78OqAV2sNAABTx5hJ2hg925.png

圖5 UART極性0x09取反波形
編輯:hfy

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