第六十五章：CH32V103应用教程——USART-多处理器通信

草帽王子 · 发表于 2021-4-30 19:07:10

有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？立即注册

x

本帖最后由草帽王子于 2021-9-10 17:57 编辑

本章教程主要演示USART2作主机，USART3作从机，USART2发送地址 0x02，使USART3退出静默模式，完成后续通信。

1、USART简介及相关函数介绍

通过串口USART可以实现多处理器通信，即将几个USART连接在一个网络里。例如某个USART设备可以是主，它的TX输出和其他USART从设备的RX输入相连接；USART从设备各自的TX输出逻辑地与在一起，并且和主设备的RX输入相连接。
在多处理器配置中，为减少由未被寻址的接收器的参与带来的多余的USART服务开销，通常希望只有被寻址的接收者才被激活，来接收随后的数据。

未被寻址的设备可启用其静默功能置于静默模式。在静默模式里：
● 任何接收状态位都不会被设置。
● 所有接收中断被禁止。
● USART控制寄存器 1（USARTx_CTLR1）中的RWU位被置1。RWU位可以被硬件自动控制或在某个条件下由软件写入。
根据USART_CTLR1寄存器中WAKE位的状态，USART可以通过以下两种方法进入或退出静默模式。
● WAKE位置1：通过进行地址标记检测。
● WAKE位置0：通过进行总线空闲检测。

a、地址标记(address mark)检测(WAKE=1)
在这个模式里，如果MSB是1，该字节被认为是地址，否则被认为是数据。在一个地址字节中，目标接收器的地址被放在4个LSB中。这个4位地址被接收器同它自己地址做比较，接收器本身的地址通过USART控制寄存器2（USARTx_CTLR2）的ADD（地址）域设置。
如果接收到的字节与它的编程地址不匹配时，USART进入静默模式。此时，硬件设置USART 控制寄存器1（USARTx_CTLR1）的RWU位为1，即接收器处于静默模式。接收该字节既不会设置RXNE标志也不会产生中断或发出DMA请求，因为USART已经在静默模式。

当接收到的字节与接收器内编程地址匹配时，USART退出静默模式。然后RWU位被置零，随后的字节被正常接收。收到这个匹配的地址字节时将设置RXNE位，因为RWU位已被清零。

当USART状态寄存器（R32_USARTx_STATR）的RXNE位为0（数据还没收到）时，RWU位可以被写0或1。否则，该次写操作被忽略。

b、总线空闲检测(WAKE=0)
当RWU位被置1时，USART进入静默模式。当检测到一空闲帧时，它被唤醒。然后RWU被硬件清零，但USART状态寄存器（R32_USARTx_STATR）中的IDLE位并不置起。RWU还可以被软件写0。

关于CH32V103 USART具体信息，可参考CH32V103应用手册。USART标准库函数在第三章节已介绍，在此不再赘述。

2、硬件设计

本章教程主要演示USART2作主机，USART3作从机，USART2发送地址 0x02，使USART3退出静默模式，完成后续通信。将开发板USART2与USART3连接起来即可，具体连接方式如下：
硬件连线：PA2 —— PB11
PA3 —— PB10

3、软件设计

本章教程主要进行串口多处理器通信演示，具体程序如下：
usart.h文件

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "ch32v10x_conf.h"
void USARTx_CFG(void);
#endif

复制代码

usart.h文件主要进行函数声明；
usart.c文件

#include "usart.h"
/*******************************************************************************
* Function Name : USARTx_CFG
* Description : Initializes the USART2 & USART3 peripheral.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void USARTx_CFG(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2|RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);
/* USART2 TX-->A.2 RX-->A.3 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* USART3 TX-->B.10 RX-->B.11 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
USART_Cmd(USART3, ENABLE);
USART_SetAddress(USART2, 0x1);
USART_SetAddress(USART3, 0x2);
USART_WakeUpConfig(USART3, USART_WakeUp_AddressMark);
USART_ReceiverWakeUpCmd(USART3,ENABLE); /* USART3 Into Silence */
}

复制代码

sart.c文件主要进行串口2和串口3的初始化配置。
main.c文件

int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
printf("USART MultiProcessor TEST\r\n");
USARTx_CFG(); /* USART2 & USART3 Initializes */
while(1)
{
USART_SendData(USART2, 0x102); /* Send USART3’s addr */
while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET) /* waiting for sending finish */
{
}
USART_SendData(USART2, 0xAA);
while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET) /* waiting for sending finish */
{
}
if(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
{
if(USART_ReceiveData(USART3) == 0xAA)
{
printf("USART3 Receive Data\r\n");
Delay_Ms(1000);
}
}
}
}