Программный UART для Tiny45. Заголовочный файл

Программный UART для любого микроконтроллера. Модификация кода для AVR. Ч2

09.02.2012 23:04 | Author: Pashgan |

Перейдем к модификации описанного программного UART`a под конкретный камушек. Поскольку пишу я в основном про 8-ми разрядные AVR, то эти контроллеры и будем рассматривать.

Во всех микроконтроллерах семейства mega есть аппаратный модуль UART, а вот в микроконтроллерах семейства tiny нет. По идее программный UART может потребоваться именно для младшего семейства, но не исключаю возможность использования этого кода и в mega`ах. Пути эмбеддера неисповедимы.

Проекты написаны в двух вариантах – для ATTiny45 и для ATmega16. Впрочем, отличия там очень незначительные и касаются только инициализации и прерывания задействованного таймера.

Программный UART для Tiny45. Заголовочный файл

Первое, что я сделал - это создал заголовочный файл softUart.h. В него я прописал включение заголовочного файла ioavr.h, макроопределения и прототипы пользовательских функций. Прототипы, следуя своему стилю, обозвал с использованием приставки. В данном случае - “SUART_”. Это позволяет легко определять, к каким файлам относятся те или иные функции.

#ifndef SOFT_UART_H

#define SOFT_UART_H

#include <ioavr.h>

//___________________________Настройки_______________________

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 8000000L //тактовая частота мк

#endif

#define PRESCALER 64L //предделитель таймера 1L,8L,64L,256L,1024L

#define BAUD_RATE 4800L //скорость обмена

#define IN_BUF_SIZE 32 //вместимость приемного буфера

//пин приемника

#define RX_PINX PINB

#define RX_PORTX PORTB

#define RX_DDRX DDRB

#define RX_PIN 1

//пин передатчика

#define TX_PORTX PORTB

#define TX_DDRX DDRB

#define TX_PIN 0

//_________________Пользовательские функции____________________

void SUART_Init(void);
void SUART_PutChar(char ch);

char SUART_GetChar(void);

void SUART_FlushInBuf(void);

char SUART_Kbhit(void);

void SUART_TurnRxOn(void);

void SUART_TurnRxOff(void);

//____________________________________________________________

#endif //SOFT_UART_H

Макроопределения F_CPU, PRESCALER и BAUD_RATE используются для расчета таймерной константы, обеспечивающей заданную скорость обмена по UART`у. Константа PRESCALER может принимать только значения, записанные в комментарии - 1L,8L,64L,256L,1024L. При задании других значений, компилятор будет выдавать ошибку.

Также в заголовочный файл я добавил определения, задающие приемный и передающий вывод микроконтроллера.

Программный UART для Tiny45. Сишный файл

В сишный файл, как и требовалось, я добавил недостающие кусочки кода.

Макросы, используемые для обращения к приемному и передающему выводу.

#define get_rx_pin_status() RX_PINX & (1<<RX_PIN)

#define set_tx_pin_high() TX_PORTX |= (1<<TX_PIN)

#define set_tx_pin_low() TX_PORTX &= ~(1<<TX_PIN)

Функцию idle(), которую сделал пустой, поскольку она мне не требовалась.

void idle()

{

}

Функции void timer_set( int BAUD_RATE ) и void set_timer_interrupt( timer_isr ) удалил, а функцию инициализации программного UART`a, из которой они вызывались, подправил следующим образом.

//формула для расчета таймерной константы

#define TIMER_CONST (0xff - (F_CPU/(BAUD_RATE*3*PRESCALER)))

#if PRESCALER==1L

#define CSXX (0<<CS02)|(0<<CS01)|(1<<CS00)

#elif PRESCALER==8L

#define CSXX (0<<CS02)|(1<<CS01)|(0<<CS00)

#elif PRESCALER==64L

#define CSXX (0<<CS02)|(1<<CS01)|(1<<CS00)

#elif PRESCALER==256L

#define CSXX (1<<CS02)|(0<<CS01)|(0<<CS00)

#elif PRESCALER==1024L

#define CSXX (1<<CS02)|(1<<CS01)|(1<<CS00)

#else

#error "prescaller not correct"

#endif

void SUART_Init(void)

{

//инициализация флагов UART`a

flag_tx_ready = FALSE;

flag_rx_ready = FALSE;

flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;

flag_rx_off = FALSE;

rx_num_of_bits = 10;

tx_num_of_bits = 10;

//инициализация выводов мк

RX_DDRX &= ~(1<<RX_PIN);

RX_PORTX |= (1<<RX_PIN);

TX_DDRX |= (1<<TX_PIN);

TX_PORTX |= (1<<TX_PIN);

//инициализация таймера

TCCR0B = CSXX;

TCNT0 = TIMER_CONST;

TIMSK |= (1<<TOIE0);

}

Как видите, я задействовал 8-ми разрядный таймер Т0 в режиме NORMAL с прерыванием по событию «переполнение». Предделитель таймера (CSXX) определяется константой PRESCALER, а таймерная константа (TIMER_CONST) вычисляется с помощью макроса.

Основной код программного UART`a поместил в обработчик прерывания таймера Т0, добавив в его начало код перезаписи значения счетного регистра TCNT0.

#pragma vector = TIM0_OVF_vect

__interrupt void TimerOvf(void)

{

…..

TCNT0 = TIMER_CONST;

….

//основной код

….

}

И последняя моя доработка кода программного UART`a – добавление квалификатора volatile к переменным, который используются и в прерывании и в обычных функциях.

static volatile unsigned char inbuf[IN_BUF_SIZE];

static volatile unsigned char qin = 0;

static volatile unsigned char qout = 0;

static char flag_rx_waiting_for_stop_bit;

static char flag_rx_off;

static char rx_mask;

static volatile char flag_rx_ready;

static volatile char flag_tx_ready;

static char timer_rx_ctr;

static volatile char timer_tx_ctr;

static char bits_left_in_rx;

static volatile char bits_left_in_tx;