灵动微课堂 (第146讲) | MM32F013x——UART 多处理器通信

如上图3所示为UART接收掩码寄存器UART_RXMASK,在MM32F013x UM手册的第492页有关于该寄存器位的详细描述。本实例UART多处理器通信要用到的相关于UART_RXMSK接收掩码寄存器位的说明如下：
Bit31:8：
Reserved,始终读为0x00
Bit7:0：
RXMASK（rw,reset:0xFF）UART数据位全为“0”时，接收到任何数据都产生同步帧中断请求。如果数据位为“1”，RDR和RXADDR的相应位匹配时，产生同步帧中断请求。
库函数设置：
UART_SetRXMASK(UART1,SLAVEADDR); 其中地址参数SLAVEADDR可以设置为宏定义形式。
根据上文与UART 9bit多处理器通信相关的寄存器位的描述，本实例从机唤醒模式使用标记从机地址方式，在MM32F013x-UART 9bit通信实例的基础上增加从机UART 9bit多处理器通信相关的寄存器位的初始化，这里以库函数方式给出，增加的4行代码如下所示：

//Wake up method
UART_WakeUpConfig(UART1, UART_WakeUp_AddressMark);
//Synchronous frame match address
UART_SetRXAddress(UART1, SLAVEADDR);
//Synchronous frame match address mask
UART_SetRXMASK(UART1,SLAVEADDR);
//Receive wake up method
UART_ReceiverWakeUpCmd(UART1, ENABLE);


3
程序配置

01
初始化主机MM32F013x UART1 9bit通信
本实例使用MM32F0133C7P核心板作为UART多处理器通信,主机初始化代码如下所示：
bsp_UART1_Master_irq_9Bit_Init(u32 baudrate)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);

    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);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    UART_StructInit(&UART_InitStructure);
    UART_InitStructure.BaudRate = baudrate;
    UART_InitStructure.WordLength = UART_WordLength_8b;
    UART_InitStructure.StopBits = UART_StopBits_1;
    UART_InitStructure.Parity = UART_Parity_No;
    UART_InitStructure.HWFlowControl = UART_HWFlowControl_None;
    UART_InitStructure.Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;

    UART_Enable9bit(UART1, ENABLE);
    UART_Set9bitLevel(UART1, DISABLE);
    UART_Set9bitAutomaticToggle(UART1, ENABLE);
    UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);

    UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 3;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    UART_Cmd(UART1, ENABLE);
}
02
初始化从机MM32F013x UART1 9bit通信
MM32F0133C7P UART1从机初始化代码如下所示：
注意：多从机通信，初始化从机串口时需要修改从机地址宏为0x01、0x02等。

#define SLAVEADDR  (0x01)
void bsp_UART1_Slave_irq_9Bit_Init(u32 baudrate)
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

   RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOA, ENABLE);
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE);

   GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
   GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);

   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_OD;
   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

   UART_StructInit(&UART_InitStructure);
   UART_InitStructure.BaudRate = baudrate;
   UART_InitStructure.WordLength = UART_WordLength_8b;
   UART_InitStructure.StopBits = UART_StopBits_1;
   UART_InitStructure.Parity = UART_Parity_No;
   UART_InitStructure.HWFlowControl = UART_HWFlowControl_None;
   UART_InitStructure.Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;

   UART_WakeUpConfig(UART1, UART_WakeUp_AddressMark);
   UART_WakeUpConfig(UART1, UART_WakeUp_IdleLine);
   UART_SetRXAddress(UART1, SLAVEADDR);
   UART_SetRXMASK(UART1,0x02);
   UART_ReceiverWakeUpCmd(UART1, ENABLE);
   UART_Enable9bit(UART1, ENABLE);
   UART_Set9bitLevel(UART1, DISABLE);
   UART_Set9bitAutomaticToggle(UART1, ENABLE);
   UART_Init(UART1, &UART_InitStructure);
   UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

   UART_Cmd(UART1, ENABLE);
}
03
编写MM32F013x UART1主机中断服务函数
MM32F0133C7P UART1主机中断服务函数，代码如下所示：

#define RX_MASTER_LEN   (3)
u8 g_Rx_Master_Buf[RX_MASTER_LEN] = {0x00};
u8 g_Rx_Master_Cnt = 0;
void UART1_IRQHandler(void)
{
     u8 res;
     if(UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_RXIEN) != RESET)
     {
          UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_IT_RXIEN);
          res = UART_ReceiveData(UART1);
          g_Rx_Master_Buf[g_Rx_Master_Cnt] = res;
          if(g_Rx_Master_Cnt < RX_MASTER_LEN-1)
          {
             g_Rx_Master_Cnt++;
          }
          else
          {
             g_Rx_Master_Cnt = 0;
          }
     }
}
04
编写MM32F013x UART1从机中断服务函数
MM32F0133C7P UART1从机中断服务函数，代码如下所示：

#define RX_SLAVE_LEN    (3)
u8 g_Rx_Slave_Buf[RX_SLAVE_LEN] = {0x00};
u8 g_Rx_Slave_Cnt = 0;
void UART1_IRQHandler(void)
{
     u8 res;
     if(UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_RXIEN) != RESET)
     {
         UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_IT_RXIEN);
         res = UART_ReceiveData(UART1);
         g_Rx_Slave_Buf[g_Rx_Slave_Cnt] = res;
         if(g_Rx_Slave_Cnt < RX_SLAVE_LEN-1)
         {
             g_Rx_Slave_Cnt++;
         }
         else
         {
             g_Rx_Slave_Cnt = 0;
         }  
     }
}
05
编写MM32F013x UART1主从机
通用发送数据函数
MM32F0133C7P UART1主从机通用发送函数，代码如下所示：

u8 g_Tx_Master_Buf[2] = {0xAA,0x55};
void bsp_UART_Send_Byte_Data(UART_TypeDef* uart,u8 data)
{
    UART_SendData(uart, data);
    while(!UART_GetFlagStatus(uart, UART_FLAG_TXEPT));
}
void bsp_UART_Send_Bytes_Data(UART_TypeDef* uart, u8* buf, u16 len)
{
    while(len--)
    {
        bsp_UART_Send_Byte_Data(uart,*buf++);
    }
}
06
编写MM32F013x UART1主机发送从机地址函数
MM32F0133C7P UART1主机发送从机地址函数，代码如下所示：

u8 g_Tx_Master_Buf[2] = {0xAA,0x55};
#define SLAVEADDR1       (0x01)
#define SLAVEADDR2       (0x02)
void bsp_UART_Send_SlaveAddr(UART_TypeDef* uart,u8 data)
{
    UART_SendData(uart, data);
    while(!UART_GetFlagStatus(uart, UART_FLAG_TXEPT));
}

07
编写MM32F013x UART1主机按键
发送从机地址和数据函数
宏定义按键GPIO端口和管脚，本实例只用到MM32F013x核心板的PA0作为KEY1对应核心板。

#define KEY1_GPIO_Port  GPIOA
#define KEY1_Pin         GPIO_Pin_0
#define KEY2_GPIO_Port  GPIOB
#define KEY2_Pin         GPIO_Pin_2
#define KEY3_GPIO_Port  GPIOB
#define KEY3_Pin        GPIO_Pin_10
#define KEY4_GPIO_Port  GPIOB
#define KEY4_Pin        GPIO_Pin_11
#define KEY1         GPIO_ReadInputDataBit(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)  //read key1
#define KEY2         GPIO_ReadInputDataBit(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)  //read key2
#define KEY3         GPIO_ReadInputDataBit(KEY3_GPIO_Port,KEY3_Pin)  //read key3
#define KEY4         GPIO_ReadInputDataBit(KEY4_GPIO_Port,KEY4_Pin)  //read key4
#define KEY1_DOWN_VALUE     1   //KEY1
#define KEY2_DOWN_VALUE     0   //KEY2
#define KEY3_DOWN_VALUE     0   //KEY3
#define KEY4_DOWN_VALUE     0   //KEY4
#define KEY1_PRES           1   //KEY1
#define KEY2_PRES           2   //KEY2
#define KEY3_PRES           3   //KEY3
#define KEY4_PRES           4   //KEY4
//Init Key GPIO
void bsp_Key_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA | RCC_AHBPeriph_GPIOB ,ENABLE);

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = KEY1_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = KEY2_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = KEY3_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(KEY3_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = KEY4_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(KEY4_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);   
}

u8 bsp_Key_Scan(u8 mode)
{
    static u8 key_up = 1;
    if(mode)
    {
        key_up = 1;
    }
    if(key_up && ((KEY1 == KEY1_DOWN_VALUE) || (KEY2 == KEY2_DOWN_VALUE) ||
                  (KEY3 == KEY3_DOWN_VALUE) || (KEY4 == KEY4_DOWN_VALUE)))
    {
        DELAY_Ms(10);

        key_up = 0;

        if(KEY1 == KEY1_DOWN_VALUE)
        {
            return KEY1_PRES;
        }
        else if(KEY2 == KEY2_DOWN_VALUE)
        {
            return KEY2_PRES;
        }
        else if(KEY3 == KEY3_DOWN_VALUE)
        {
            return KEY3_PRES;
        }
        else if(KEY4 == KEY4_DOWN_VALUE)
        {
            return KEY4_PRES;
        }
    }
    else if((KEY1 != KEY1_DOWN_VALUE) && (KEY3 != KEY3_DOWN_VALUE) &&
            (KEY4 != KEY4_DOWN_VALUE) && (KEY2 != KEY2_DOWN_VALUE))
    {
        key_up = 1;
    }

    return 0;
}

u8 Key_Nnum = 0;
void bsp_Process_Key_Task(void)
{
    static u8 Key_Value = 0;
    Key_Value = bsp_Key_Scan(0);
    switch(Key_Value)
    {
        case KEY1_PRES:           
           if(Key_Nnum == 0)
           {
                Key_Nnum = 1;
                bsp_UART_Send_SlaveAddr(UART1, SLAVEADDR1); //Send SlaveAddr1
                bsp_UART_Send_Bytes_Data(UART1, g_Tx_Master_Buf, sizeof(g_Tx_Master_Buf)); //Send data           
            }
            else if(Key_Nnum == 1)
            {
                Key_Nnum = 0;               
                bsp_UART_Send_SlaveAddr(UART1, SLAVEADDR2); //Send SlaveAddr2
                bsp_UART_Send_Bytes_Data(UART1, g_Tx_Master_Buf, sizeof(g_Tx_Master_Buf)); //Send data
            }         
            break;
        case KEY2_PRES:
            break;
        case KEY3_PRES:
            break;
        case KEY4_PRES:
            break;
        default :
            break;        
    }
}
08
编写MM32F013x UART1主机
接收从机返回的数据函数
处理MM32F0133C7P UART1主机接收数据函数，代码如下所示：

void bsp_UART_Master_Rec_Task(void)
{
  if(((g_Rx_Master_Buf[0] == SLAVEADDR1 ) || (g_Rx_Master_Buf[0] == SLAVEADDR2)) && (g_Rx_Master_Buf[1] == 0xAA) && (g_Rx_Master_Buf[2] == 0x55))
   {
      LED1_TOGGLE();   
      g_Rx_Master_Cnt = 0;
       memset(g_Rx_Master_Buf,0,sizeof(g_Rx_Master_Buf));
    }
}

09
编写MM32F013x UART1从机
接收主机发送的数据函数
处理MM32F0133C7P UART1主机接收数据函数，代码如下所示：
注意：g_Rx_Slave_Buf[1]为主机发送给从机的地址由从机接收判断，多从机通信需要修改从机地址宏：#define SLAVEADDR  (0x02)等。

void bsp_UART_Slave_Rec_Task(void)
{
  if((g_Rx_Slave_Buf[0] == SLAVEADDR) && (g_Rx_Slave_Buf[1] == 0xAA) && (g_Rx_Slave_Buf[2] == 0x55))
  {
     LED1_TOGGLE();   
     bsp_UART_Send_Bytes_Data(UART1, g_Rx_Slave_Buf, sizeof(g_Rx_Slave_Buf));
     g_Rx_Slave_Cnt = 0;
     memset(g_Rx_Slave_Buf,0,sizeof(g_Rx_Slave_Buf));
  }
}

10
MM32F013x UART1 9bit多处理器通信功能演示
MM32F0133C7P多处理器通信功能演示：

主机main函数中调用DELAY_Init、LED_Init、bsp_Key_GPIO_Init和主机串口初始化函数bsp_UART1_Master_irq_9Bit_Init，在while(1)后台调用按键发送从机地址和发送数据函数bsp_Process_Key_Task以及处理接收从机返回数据函数bsp_UART_Master_Rec_Task代码如下所示：

s32 main(void)
{
    //SysTick init
    DELAY_Init();
    //LED Init
    LED_Init();
    //Key GPIO Init
    bsp_Key_GPIO_Init();
    //UART1 9Bit irt Init
    bsp_UART1_Master_irq_9Bit_Init(115200);
    while(1)
    {
        //Key processing multi-processor communication
        bsp_Process_Key_Task();
        //Processing master receiving tasks
        bsp_UART_Master_Rec_Task();
    }
}

从机main函数中调用LED_Init和从机串口初始化函数bsp_UART1_Slave_irq_9Bit_Init，在while(1)后台调用处理从机接收任务函数bsp_UART_Slave_Rec_Task代码如下所示：

s32 main(void)
{
    //LED Init
    LED_Init();
    //UART1 9bit init
    bsp_UART1_Slave_irq_9Bit_Init(115200);
    while(1)
    {
        //Processing slave receiving tasks
        bsp_UART_Slave_Rec_Task();
    }
}

分别编译以上主机和从机工程代码，然后烧录软件到MM32F0133C7P核心板上，烧录多从机时需修改从机工程代码的从机地址宏SLAVEADDR，编译后再烧录。本实例从机烧录0x01和x02为例作为演示，即1台主机和2台从机作为演示。


4
接线方式
MM32F0133C7P多处理器通信UART主机和从机接线方法：
各从机TX线与连接，RX线与连接，从机线与连接的TX接到主机RX端，从机线与连接的RX接到主机的TX端，主从机分别外接5.1~10K值范围之一的上拉电阻，本实例接5.1K上拉电阻。
MM32F0133C7P UART多处理器通信演示1台主机和2台从机分别发送和接收数据：
主机第1次按下MM32F0133C7P核心板上的S1按键,主机发送1字节从机地址0x01，接着发送2字节数据0xAA和0x55，从机1（地址0x01）在静默模式下自动比对主机寻址从机的地址0x01比对成功从机1被唤醒继续接收0xAA和0x55数据，收到完整的3字节数据时从机LED1状态翻转LED1亮并原样返回收到的数据给主机，此时从机2仍处于静默模式，主机完全收到从机1返回的3字节数据即0x01,0XAA,0x55时主机LED1状态翻转LED亮，实物现象如下图4所示。

图4（上从机1、中主机、下从机2）  

主机第2次按下MM32F0133C7P核心板上的S1按键,主机发送1字节从机地址0x02，接着发送2字节数据0xAA和0x55，从机2（地址0x02）在静默模式下自动比对主机寻址从机的地址0x02比对成功从机2被唤醒继续接收0xAA和0x55数据，收到完整的3字节数据时从机LED1状态翻转LED1亮并原样返回收到的数据给主机，此时从机1仍处于静默模式其LED1维持上次点亮状态,主机完全收到从机2返回的3字节数据时即0x02,0XAA,0x55时主机LED1状态翻转LED灭，实物现象如下图5所示：

图5（上从机1、中主机、下从机2）   

5
波形抓取
逻辑分析仪抓取到的MM32F0133C7多处理器通信波形图如下图6和图7所示：

图6上波形红色框注为主机发送：0x01、0xAA、0x55寻址从机1，从机（地址0x01）从静默模式唤醒并收到主机发送的数据0xAA和0x55时原样返回给主机如图6下波形蓝色框注：0x01、0xAA、0x55，此时从机2（地址0x02）并未作响应仍处于静默模式。

图6     

图7上红色框注为主机发送：0x02、0xAA、0x55寻址从机2，从机（地址0x02）从静默模式唤醒并收到主机发送的数据0xAA和0x55时原样返回给主机如图7下波形蓝色框注：0x02、0xAA、0x55，此时从机1（地址0x01）并未作响应仍处于静默模式。

图7

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