本文將介紹在MM32F013x上實現UART單線半雙工的功能應用。

UART單線半雙工簡介

在使用數字舵機通訊時所用到的通信方式為UART通信，但舵機只有三根接線，除去VCC和GND，只有一條通信線，也就是說要實現雙向通信，只能使用單線半雙工模式。在單線半雙工模式下，TX 和 RX 引腳在芯片內部互連。

01 配置流程

單線半雙工模式是通過設置UART_SCR寄存器的HDSEL位，在這個模式里UART_SCR 寄存器的SCEN位必須保持清零狀態。

在單線半雙工模式下，TX和RX引腳在芯片內部互聯，使用控制位”HALF DUPLEX SEL”(UART_SCR 中的 HDSEL 位) 選擇半雙工和全雙工通信。

注意
當選擇單線半雙工模式時RX 不再被使用，當有數據需要發送的時候IO才會被UART驅動，沒有數據傳輸時TX總是被釋放，所以使用單線半雙工需要外部加上拉。

除此之外通訊上和正常的UART模式類似。由于是單線半雙工同一時刻總線上只能有一個節點發送，所以需要軟件協議層去管理線上沖突防止多個設備同時發送，當 TXEN 位被設置時，只要數據一寫到數據寄存器上，發送就繼續。

02 UART_SCR寄存器描述

配置UART_SCR 的HDSEL為1

UART_SCR 寄存器的SCEN位清零

初始化UART1

從官網上下載MM32F013x例程，里面有UART普通模式的配置，在這個基礎上我們直接調用UART_HalfDuplexCmd(UART1,ENABLE);函數接口將串口配置成單線半雙工模式，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);
}

功能驗證測試

UART單線半雙工功能測試我們現在拿兩個MM32F0133的板子一個做主機一個做從機進行單線收發測試，主機先發送一包數據給從節點，當從節點收到這包數據后再把這包數據發回給主機，然后主機和從機兩個板子PA9短接到一起，外部在加一個4.7K上拉電阻。

主機函數處理：

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

主機UART的中斷服務函數里面，將接從機發送的數據存放在Rx_buff里面，當收到一包數據后通過printf打印到串口，和原始發送的數據進行對比。
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;
      }
   }
}

從機函數處理：
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)//收到一包數據
      {
         gUartRxSta = 0;
         UART1_Send_Group(Rx_buff,10);
         memset(Rx_buff,0x00,10);
      }  
   }
   //return 0;
}

從機UART的中斷服務函數里面，將接主機發送的數據存放在Rx_buff里面，當收到一包數據后通過單線半雙工這個串口發送回去。
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;
        }
    }
}

觀察測試結果：
然后我們通過主機UART2 的printf打印可以看到主機TX Data 和從機返回的RX Data數據是一樣的。

再看看下圖邏輯分析儀抓取的邏輯波形，可以也可以看到主機發送的波形和從機返回的波形數據是一樣的。

轉自：靈動微電子