基于FreeRTOS的UART空闲中断框架设计

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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_t  stcCfg;

    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

[attach]1640980[/attach]
 

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：

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作者：caizhiwei
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来源：21ic.com
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