STM8S003软件串口的实现

一切发送和接收的过程都是在后台完成的,具体实现需要一个带捕获&匹配功能的定时器,本实现用的是TIM1。任意具有捕获输入功能的引脚都可以用作接收引脚，任意GPIO引脚都可以用作发送引脚。此实现用TIM_CH4作为发送引脚，TIM1_CH3作为接收引脚。

整个数据传输过程基于定时器1的溢出事件，溢出周期为发送半个bit的时间，这是因为发送和接收用的是同一个定时器。

发送环节：

当有数据字节进入发送缓存后，发送请求标志被置位，最近的一个事件更新中断用于启动此次发送传输，从产生发送请求到开始发送的最长延时为一个溢出周期。在每个偶数的溢出中断中设置相应的发送引脚的电平。

接收环节：

空闲状态下，CH3一直处于输入捕获状态，当捕获到第一个下降沿时（起始位），此时计数器的值会自动保存到CCR3中用于之后的匹配，在捕获中断中将通道模式改为匹配，同时禁止该引脚的捕获/匹配功能，使其成为普通的GPIO引脚，以便检测输入电平。由于半个bit周期的溢出事件存在，所以最近的一次匹配肯定出现在起始位的中间点，此时读取引脚上的电平，以得到该位的逻辑，之后丢弃偶数次的匹配中断，在奇数次匹配中断中读取剩余的位的值，知道接收到完整的一字节数据（包括停止位），将通道模式改为捕获，等待下一字节。  

具体实现代码如

#define BAUDRATE_SWUART         (1200)

#define USR_OVF_ONLY            (0x04)

#define TIM1_CR_CEN             (0x01)      //定时器4计数使能

#define TIM1_SR_UIF             (0x01)

#define TIM1_SR_CC3IF           (0x08)

#define UPDATE_INTER_ENABLE     (0x01)

#define CAP_COMP_INTER_ENABLE3  (0x08)

#define CHANN3_INPUT_TI3FP3     (0x01)

#define CHANN3_OUTPUT           (0xFC)

#define CHANN3_FUNC_MASK        (0x03)

#define CHANN3_CAP_COMP_ENABLE  (0x01)

#define CHANN3_CAP_COMP_DISB    (0xFE)

#define CAP_FALL_EDGE           (0x02)

#define START_BIT_POS           (0x01)      //起始位位置

#ifdef  HAVE_PARITY

#define WORD_LENGTH             (11)        //1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个停止位

#define SET_RCV_BIT             (0x400)

#define STOP_BIT_POS            (0x200)     //停止位位置

#define CHECK_BIT_POS           (0x100)

#else

#define WORD_LENGTH             (10)

#define SET_RCV_BIT             (0x200)

#define STOP_BIT_POS            (0x100)

#endif

#define BIT_MASK                (0x01)

#define EVEN_CHECK              (0)

/*

*********************************************************************************************************

*                                            GLOBAL VARIABLES

*********************************************************************************************************

*/

bool      IsFirstBit;

bool      TxByteReady;

bool      IsOdd;

uint8_t   TxBitCnt;                      //发送位数计数

uint8_t   RxBitCnt;

uint16_t  TxByte;                        //移位发送缓存

uint16_t  RxByte;

/*

*********************************************************************************************************

* Description: Swuart初始化

*

* Arguments  : none

*

* Returns    : none

*

* Notes      : 1200

*********************************************************************************************************

*/

void InitSwuart (void)

{

    TIM1->ARRH = (F_MASTER / (BAUDRATE_SWUART * 2)) >> 8;

    TIM1->ARRL = (uint8_t)(F_MASTER / (BAUDRATE_SWUART * 2));

    TIM1->CR1 = USR_OVF_ONLY;                                   //仅计数器溢出才产生更新事件

    TIM1->CCMR3 = CHANN3_INPUT_TI3FP3;

    TIM1->CCER2 = CHANN3_CAP_COMP_ENABLE | CAP_FALL_EDGE;

    TIM1->IER = UPDATE_INTER_ENABLE |CAP_COMP_INTER_ENABLE3;

    TIM1->CR1 = TIM1_CR_CEN;

    SwuartTxByte(0xFF);                                        //初始化后第一个发送的第一个字节要丢弃

}

/*

*********************************************************************************************************

* Description: 发送一个字节

*

* Arguments  : byte: 待发送的字节

*

* Returns    : none

*

* Notes      : none

*********************************************************************************************************

*/

void SwuartTxByte (uint8_t byte)

{  

    TxByte = byte;

    TxBitCnt = WORD_LENGTH;

    TxByte |= STOP_BIT_POS; //添加停止位

    #ifdef HAVE_PARITY

    if (GetParity(byte, EVEN_CHECK)){

        TxByte |= CHECK_BIT_POS;

    }

    #endif

    TxByte = TxByte << START_BIT_POS;      //添加起始位

    TxByteReady = true;

    IsFirstBit = true;

}

/*

*********************************************************************************************************

* Description: 发送数据

*

* Arguments  : data: 指向待发送数据的指针

*              len:  数据长度

*

* Returns    : none

*

* Notes      : none

*********************************************************************************************************

*/

void SwuartSend (const uint8_t *data , uint8_t len)

{

           uint8_t i;

    static uint8_t SwuartSendBuf[50];

    for (i = 0; i < len; i++){

        SwuartSendBuf[i] = data[i];

    }

    i = 0;

    while (len--){

        SwuartTxByte(SwuartSendBuf[i++]);

        while (TxByteReady){

            ;

        }

    }

}

/*

*********************************************************************************************************

* Description: 奇偶校验

*

* Arguments  : byte: 待校验的字节

*              parity: 校验类型选择

*

* Returns    : none

*

* Notes      : 校验位的值

*********************************************************************************************************

*/

#ifdef HAVE_PARITY

uint8_t GetParity (uint8_t byte, uint8_t parity)

{

    uint8_t  i;

    uint8_t  n;

    uint16_t data;

    data = byte;

    n = 0;

    if (data){

        do{

            i = data & 0x01;

            if ( i > 0 ){

                n++;

            }

            data = data >> 1;

        } while ( data > 0 ) ;

    }

    n = n & 0x01;

    if (parity){      //奇校验

        if(n){

            return 0;

        } else {

            return 1;

        }

    } else {         //偶校验

        if(n){

            return 1;

        } else {

            return 0;

        }

    }

}

#endif

#pragma vector = TIM1_OVF_IRQn

__interrupt void Uart_Tx_Timing (void)

{

    static uint8_t OvfInterCnt;

    TIM1->SR1 &= ~TIM1_SR_UIF;

    if (!TxByteReady){

        return;

    }

    if (IsFirstBit){

        OvfInterCnt = 0;

        IsFirstBit = false;

    }

    if (!(OvfInterCnt % 2) && TxBitCnt){          //丢弃奇数此溢出中断，因为发送1位的时间为两个溢出周期

        GPIOC->ODR.ODR4 = TxByte & BIT_MASK;

        TxByte = TxByte >> 1;

        TxBitCnt--;

    }

    OvfInterCnt++;

    if (!TxBitCnt && !(OvfInterCnt % 2)){         //一个字节发送完毕，保证一个完整的停止位

        TxByteReady = false;

    }

}

#pragma vector = TIM1_CAP_COMP_IRQn

__interrupt void Uart_Rx_Timing (void)

{

           uint8_t tmp;

    static uint8_t CapCompCnt;

    TIM1->SR1 &= ~TIM1_SR_CC3IF;

    if ((TIM1->CCMR3 && CHANN3_FUNC_MASK) == CHANN3_INPUT_TI3FP3){

        TIM1->CCER2 &= CHANN3_CAP_COMP_DISB;                //此处顺序不能颠倒，要先禁止，后修改通道模式

        TIM1->CCMR3 &= CHANN3_OUTPUT;

        CapCompCnt = 1;

        RxBitCnt = WORD_LENGTH;

        RxByte = 0;

        return;