K210應用5-使用中斷方式通過UART接收資料-有解無憂

使用中斷方式通過UART接收資料

實驗目的

本節實驗目的為實作串口發送和接收，這一節計劃采取中斷的方式來實作串口接收，K210串口接收到0x00，則熄滅前節提到的紅色LED燈，并通過串口列印Red Led Off，否則，則點亮前節提到的紅色LED燈，并通過串口列印Red Led On，

實驗準備

1)、帶UART和發光二極管(LED)的K210開發板一塊，用于實踐并查看實驗現象；

2)、官方裸機編程指導手冊：kendryte_standalone_programming_guide，用于查閱SDK中介面說明，

實驗原理

串口通信是指外設和計算機間，通過資料線、地線和控制線等，按位進行資料傳輸的一種通信方式，傳輸方式為一個字符一個字符的傳輸，每個字符一位一位的傳輸，先傳輸低位，再傳輸高位，并且傳輸每個字符時，總是以起始位開始，以停止位結束，位于位之間可根據自己需求，設定時間間隔，這個時間間隔對應波特率；而對于有些場景，為了保證資料的可靠性，還需加上校驗位，稱之為奇偶校驗位，以此來校驗傳輸資料的正確性，如果兩臺設備之間需要通過串口進行通信，上面提到的波特率、資料位、停止位和奇偶校驗位等這些必要引數，必須設定一致，才能進行串口通信，另外，串口通信支持全雙工通信，即：使用一根資料線發送資料的同時，可以用另一個資料線進行資料接收，

硬體設計

硬體電路圖如下：

軟體設計

軟體流程圖如下：

軟體實作

根據硬體設計和軟體設計可知，本節應用實作步驟如下：

1）、設定引腳復用功能：由硬體原理圖可知：我們需要將IO12設定為GPIOHS功能，IO4和IO5設定為UART的RX和TX功能，如下圖：

2）、LED初始化，如下圖：

3）、UART初始化，如下圖：

4）、實作uart3接收中斷回呼函式，在接收中斷回呼函式中，實作串口接收和記錄接收資料長度，如下圖：

5）、通過UART發送提示資訊，如下圖：

6）、判斷是否接收到資料，如果接收到資料，判斷接收到的控制命令型別，根據接收到的控制命令，進行相應的操作，如下圖：

根據上述實作步驟，最終代碼如下：

#include <fpioa.h>
#include <gpiohs.h>
#include <uart.h>
#include <plic.h>
#include <sysctl.h>
#include <stdio.h>
#include <sleep.h>

#define LED_R_PIN  (12)
#define LED_R_GPIOHSNUM (0)
#define LED_R_FUNC (FUNC_GPIOHS0+LED_R_GPIOHSNUM)

#define UART3_RX_PIN (4)
#define UART3_TX_PIN (5)
#define UART3_NUM (UART_DEVICE_3)
#define UART3_RX_FUNC (FUNC_UART1_RX+UART3_NUM*2)
#define UART3_TX_FUNC (FUNC_UART1_TX+UART3_NUM*2)

/*********************************
 * 管腳功能初始化
 ********************************/
void init_hardware(void)
{
    // 將紅色LED管腳設定復用為GPIOHS
    fpioa_set_function(LED_R_PIN, LED_R_FUNC);
    // 將UART管腳設定復用為UART
    fpioa_set_function(UART3_RX_PIN, UART3_RX_FUNC);
    fpioa_set_function(UART3_TX_PIN, UART3_TX_FUNC);
}
/*********************************
 * LED初始化
 ********************************/
void init_led(gpio_pin_value_t value)
{
    // 設定輸出
    gpiohs_set_drive_mode(LED_R_GPIOHSNUM, GPIO_DM_OUTPUT);
    // 設定初始電平狀態
    gpiohs_set_pin(LED_R_GPIOHSNUM, value);
}
/*********************************
 * 控制LED亮滅
 ********************************/
void ctl_led(gpio_pin_value_t value)
{
    gpiohs_set_pin(LED_R_GPIOHSNUM, value);
}

struct RCVBUF {
    char buf[128];
    unsigned char len;
};
/*********************************
 * UART接收中斷回呼函式
 ********************************/
int irq_uart3_rcv(void *ctx)
{
    struct RCVBUF *rcv_buf = (struct RCVBUF *)ctx;
    rcv_buf->len = uart_receive_data(UART3_NUM, rcv_buf->buf, 1);

    return 0;
}
/*********************************
 * UART初始化
 ********************************/
void init_uart(struct RCVBUF *rcv_buf)
{
    // 初始化 uart
    uart_init(UART3_NUM);
    // 設定 uart 作業模式
    uart_set_work_mode (UART3_NUM , UART_NORMAL);
    // 設定 UART 相關引數
    uart_config (UART3_NUM , 115200 , UART_BITWIDTH_8BIT , UART_STOP_1 , UART_PARITY_NONE);

    // 初始化外部中斷
    plic_init();
    // 注冊 UART 中斷函式
    uart_irq_register (UART3_NUM, UART_RECEIVE, irq_uart3_rcv, rcv_buf , 1);
    // 設定接收中斷 觸發 FIFO 深度
    uart_set_receive_trigger(UART3_NUM, UART_RECEIVE_FIFO_1);
     // 使能系統中斷，如果使用中斷，一定要開啟系統中斷
    sysctl_enable_irq();
}

int main(int argc, char **argv)
{
    init_hardware();
    init_led(GPIO_PV_HIGH);
    struct RCVBUF rcv_buf = {
        .len = 0,
    };
    init_uart(&rcv_buf);
    uart_send_data(UART3_NUM, "CTL LED:[0:OFF/1:ON] \r\n", sizeof("CTL LED:[0:OFF/1:ON] \r\n"));
    while (1)
    {
        if(rcv_buf.len != 0)
        {
            uart_send_data(UART3_NUM, "rcv_buf.len:", sizeof("rcv_buf.len:"));
            uart_send_data(UART3_NUM, (char *)&rcv_buf.len, sizeof(rcv_buf.len));
            if(rcv_buf.buf[0] == 0)
            {
                uart_send_data(UART3_NUM, "LER_R OFF! \r\n", sizeof("LER_R OFF! \r\n"));
                ctl_led(GPIO_PV_HIGH);
            }
            else
            {
                uart_send_data(UART3_NUM, "LER_R ON! \r\n", sizeof("LER_R ON! \r\n"));
                ctl_led(GPIO_PV_LOW);
            }
            uart_send_data(UART3_NUM, "CTL LED:[0:OFF/1:ON] \r\n", sizeof("CTL LED:[0:OFF/1:ON] \r\n"));
            rcv_buf.len = 0;
        }
        usleep(20000);  
    }
    return 0;
}