使用中斷方式通過UART接收數據

• 實驗目的

????????本節實驗目的為實現串口發送和接收。這一節計劃采取中斷的方式來實現串口接收，K210串口接收到0x00，則熄滅前節提到的紅色LED燈，并通過串口打印Red Led Off，否則，則點亮前節提到的紅色LED燈，并通過串口打印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中接口說明。

• 實驗原理

????????串口通信是指外設和計算機間，通過數據線、地線和控制線等，按位進行數據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，設置時間間隔，這個時間間隔對應波特率；而對于有些場景，為了保證數據的可靠性，還需加上校驗位，稱之為奇偶校驗位，以此來校驗傳輸數據的正確性。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、數據位、停止位和奇偶校驗位等這些必要參數，必須設置一致，才能進行串口通信。另外，串口通信支持全雙工通信，即：使用一根數據線發送數據的同時，可以用另一個數據線進行數據接收。

• 硬件設計

????????硬件電路圖如下：

• 軟件設計

????????軟件流程圖如下：

• 軟件實現

????????根據硬件設計和軟件設計可知，本節應用實現步驟如下：

????????1）、設置引腳復用功能：由硬件原理圖可知：我們需要將IO12設置為GPIOHS功能，IO4和IO5設置為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）、實現uart3接收中斷回調函數，在接收中斷回調函數中，實現串口接收和記錄接收數據長度，如下圖：

????????5）、通過UART發送提示信息，如下圖：

????????6）、判斷是否接收到數據，如果接收到數據，判斷接收到的控制命令類型，根據接收到的控制命令，進行相應的操作，如下圖：

????????根據上述實現步驟，最終代碼如下：

#include #include #include #include #include #include #include #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管腳設置復用為GPIOHS    fpioa_set_function(LED_R_PIN, LED_R_FUNC);    // 將UART管腳設置復用為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){    // 設置輸出    gpiohs_set_drive_mode(LED_R_GPIOHSNUM, GPIO_DM_OUTPUT);    // 設置初始電平狀態    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接收中斷回調函數 ********************************/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);    // 設置 uart 工作模式    uart_set_work_mode (UART3_NUM , UART_NORMAL);    // 設置 UART 相關參數    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 中斷函數    uart_irq_register (UART3_NUM, UART_RECEIVE, irq_uart3_rcv, rcv_buf , 1);    // 設置接收中斷 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;}

• 編譯

????????1）、同上一節類似，在SDK中創建uart_irq文件夾，在新建的文件夾中創建一個main.c文件，然后將本節代碼輸入到main.c文件中，如下圖：

????????2）、同上一節的編譯方式類似，打開vscode終端，在終端中進入上一節創建的build文件夾，然后輸入：cmake ../ -DPROJ=uart_irq -G "MinGW Makefiles" ，生成makefile文件，如下圖：

????????3）、生成makefile文件后，輸入：make ，開始編譯，如下圖：

????????4）、編譯完成后，會在build目錄下生成燒錄文件：uart_irq.bin，如下圖：

• 燒錄

????????同上一節的燒錄方式類似，注意：Firmware那一項選擇我們剛編譯出的uart_irq.bin文件。

• 實驗現象

????????通過串口助手，發送0x00，紅色LED燈熄滅，發送其他非零數，紅色LED亮起。如下圖：

????????1）、開啟LED

????????2）、關閉LED

• 實驗總結

????????1）、K210串口中斷有接收中斷和發送中斷，用戶可根據需求設置想要的中斷方式；

????????2）、K210串口的中斷可設置觸發FIFO深度，用戶可根據需求設置想要的FIFO深度。