【平头哥RVB2601创意应用开发】模拟UART一

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【前言】RVB2601的项目中我原来考虑需要3个串口，一个用于接收电压、电流、功率监测的数据，另一路用于接收无线发过来的温湿度，第三路用于LOG的输入输出，现在LOG输入占用了UART0，UART1的默认端口被SPI占用了。所以只能考虑用IO来实现UART。

【可行性分析】模拟UART我以前没有实现过，但是听说过，所以说只有想不到的，没有做不到的。而且最近在试用报告中的@qq4988已经实现了，有了他的文章给了我信心。经过查阅资料，很多基于51、stm32的都有过成功实现用IO模拟实现了串口的例子。我想应该能实现这一功能。

【知识储备】

1、认真的学习了RISC-V RVB2601 初体验--第3节--IO模拟串口完成 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1196608-1-1.html这篇文章N篇，也留了言，可能是作者工作原因没有空回复。

2、网上学习了基于51、stm32的文章，最有借鉴意义的是这篇：单片机IO口模拟UART串口通信_C语言中文网 (biancheng.net)。大家如果有兴趣也可以去读一下这篇帖子。

3、串口发送的时序图学习，我这里只应用8位，1位停止位，无较验，波特率为9600.

4、再加上自己的N种设想。。。略去一万字。。。

【实现需要的外设】

1、两个IO，经仔佃查看原理图后，只能拿三个LED来开刀，PA7、PA25、PA4这三个IO，其实也可以用两个KEY，但是KEY可能还有其他的用处，所以用PA7作为TX，PA25作为RX来用。

2、定时器，由于串口需要精确的延时来实现，借鉴网友的经验，特别是@qq4988的经验，用定时器timer1来实现。

【实现的思路】

1、初始化PA7为TX，gpio输出，初始化PA25为中断输入。

2、初始化定时器，设置为0.104为一次中断触发，为波特率9600。

3、创建定时器中断回调函数。

【实现步聚】

1、定义发送结收结构体，用于发送接收：

enum{
    VM_SEND,
    VM_REVC,
    IDLE    
};

typedef struct {
    uint8_t vm_uart_dir;//发送，接收
    uint8_t vm_uart_tx_byte;//发送数据
    uint8_t vm_uart_tx_bit;
    uint8_t vm_uart_tx_flag;
    uint8_t vm_uart_rx_byte;
    uint8_t vm_uart_rx_irq;
    uint8_t vm_uart_rx_count;
    uint8_t vm_uart_tx_buf[UART_MAX_LEN];
    uint8_t vm_uart_rx_buf[UART_MAX_LEN];
} _io_uart_para;
 

2、初始化IO、中断、定时器：

/*模拟UART IO初始化*/
void io_uart_init(void)
{
    csi_pin_set_mux(PA7, PIN_FUNC_GPIO);
    csi_pin_set_mux(PA25, PIN_FUNC_GPIO);

    csi_gpio_pin_init(&io_uart0_tx, PA7);
	csi_gpio_pin_init(&io_uart0_rx,PA25);
    
	csi_gpio_pin_dir(&io_uart0_tx,GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
	csi_gpio_pin_dir(&io_uart0_rx,GPIO_DIRECTION_INPUT);

    csi_gpio_pin_mode(&io_uart0_tx,GPIO_MODE_OPEN_DRAIN);
    csi_gpio_pin_mode(&io_uart0_rx,GPIO_MODE_PULLNONE);
	
	csi_gpio_pin_attach_callback(&io_uart0_rx,io_uart0_rx_interrupt_handler,NULL);
	csi_gpio_pin_irq_mode(&io_uart0_rx,GPIO_IRQ_MODE_FALLING_EDGE);
	csi_gpio_pin_irq_enable(&io_uart0_rx,true);
	io_uart_para.vm_uart_dir = IDLE;
	io_uart_para.vm_uart_tx_bit = 0;
	io_uart_para.vm_uart_rx_count = 0;
	io_uart0_tx_write_High;
}
//定时器初始化
void timer1_init(void)
{
	int ret = -1;
	timer1.port = TIMER1_PORT_NUM;
	
	//timer1.config.period = 1000000; //1s
	timer1.config.period = 104;//0.104ms
	timer1.config.reload_mode = TIMER_RELOAD_AUTO;
	timer1.config.cb = timer1_handler;
	
	ret = hal_timer_init(&timer1);
	if(ret != 0)
	{
		printf("timer1 init error !\n");
	}
	else{
		hal_timer_stop(&timer1);
	}
	
}

3、定时器发送函数：

//定时器回调函数
void timer1_handler(void *arg)
{
	if(io_uart_para.vm_uart_dir == VM_SEND)//如果是发送
	{
		if(io_uart_para.vm_uart_tx_bit <=8 ) //如果发送不足8位
		{
			if((io_uart_para.vm_uart_tx_byte & 0x01) == 0x01 ){
				io_uart0_tx_write_High;
			}else{
				io_uart0_tx_write_Low;
			}
			io_uart_para.vm_uart_tx_byte>>=1;
		}
		else{
			if(io_uart_para.vm_uart_tx_bit > 8){
				io_uart0_tx_write_High;
				io_uart0_rx_timer_disable();
				io_uart_para.vm_uart_tx_flag = 0; //设置为发送完毕
				io_uart_para.vm_uart_dir = IDLE;
				
			}
		}
		io_uart_para.vm_uart_tx_bit ++;
		
	}
	
}

4、发送测试：

int main(void)
{
	
    board_yoc_init();
    LOGD(TAG, "%s\n", aos_get_app_version());
    oled_init();
    io_uart_init();
	timer1_init();
    LOGD(TAG, "led and key test");

    while (1) {
		io_uart_para.vm_uart_tx_byte = 0x01;
		io_uart_para.vm_uart_tx_bit = 0;
		io_uart_para.vm_uart_dir = VM_SEND;
		io_uart0_tx_write_Low;
		io_uart0_rx_timer_enable();
		while(io_uart_para.vm_uart_dir == IDLE);
		//io_uart0_tx_write_High;
		LOGD(TAG, "send 0x1end");
		//aos_msleep(2000);
		io_uart0_tx_write_Low;
		io_uart_para.vm_uart_tx_byte = 0x02;
		io_uart_para.vm_uart_tx_bit = 0;
		io_uart_para.vm_uart_dir = VM_SEND;
		io_uart0_rx_timer_enable();
		while(io_uart_para.vm_uart_dir == IDLE);
		LOGD(TAG, "send 0x2end");
		//aos_msleep(2000);
		io_uart0_tx_write_Low;
		io_uart_para.vm_uart_tx_byte = 0x03;
		io_uart_para.vm_uart_tx_bit = 0;
		io_uart_para.vm_uart_dir = VM_SEND;
		io_uart0_rx_timer_enable();
		while(io_uart_para.vm_uart_dir == IDLE);
		LOGD(TAG, "send 0x3end");
		aos_msleep(2000);
	
		
    }
    return 0;
}

【实验结果】：

 【讨论】这次摸拟串口发送数据还只是成功的三分之一不到，还有串口接收功能没写完。在这里自己发出来，一来是再复习一遍，二来也是为记录。

下一步，对发送函数进行封装，再努力把串口接收功能写出来。