TI DSP TMS320F280025 Note15：串口SCI的使用

TMS320F280025 串口SCI的使用

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串口时钟由PCLKCR7控制使能，默认位系统时钟4分频
串口接收与发送都可以触发中断
串口使用的引脚需要配置GPIO复用

框图分析

串口配置包括数据格式设置、通讯速率设置、FIFI设置、中断设置
对于发送和接受都可以选择是否使用FIFO
对于发送和接收都可以设置是否触发中断和FIFO中断，对于接收可以检测数据是否正确，如数据错误产生对应标志位

其主要功能单元如下：
①一个发送器（TX） 及相关寄存器。
–SICTXBUF： 发送数据缓冲寄存器， 存放所要发送的数据（由 CPU 装载） 。
–TXSHF 寄存器： 发送移位寄存器， 从 SCITXBUF 寄存器接收数据， 并将数据移位到 SCITXD 引脚上， 每次移 1 位数据。
②一个接收器（RX） 及相关寄存器。
–SCIRXBUF： 接收数据缓冲寄存器， 存放 CPU 所要读取的数据， 来自远程处理器的数据装入寄存器 RXSHF， 然后又装入接收数据缓冲寄存器 SCIRXBUF 和接收仿真缓冲寄存器 SCIRXEMU 中。
–RXSHF 寄存器： 接收移位寄存器， 从 SCIRXD 引脚移入数据， 每次移 1 位。
③一个可编程的波特率产生器。

串口特点

SCI模块的功能包括:
SCI模块的功能包括:
•两个外部针(针都可以用作GPIO,如果不是用于SCI):

• SCITXD: SCI transmit-output
  –SCIRXD: SCI接收输入
  •波特率可编程64 k不同利率
  •数据字格式-一个起始位数据字长度可编程从一到八个比特—
  —可选的偶数/奇数/不校验位
  -一个或两个停止位区分地址和一个额外的数据(地址模式)
  •四个错误检测标志:
  •两种唤醒多处理器模式:空闲线和地址位
  •半双工或全双工操作
  •双缓冲接收和发送功能
  •发送和接收操作可以通过中断驱动或轮询算法与状态标志来完成
  •发送和接收中断的单独启用位(BRKDT除外)
  •NRZ(非归零)格式增强功能包括:
  •16级发送/接收FIFO

可编程数据格式

SCI数据的接收和发送都采用NRZ (non-return-to-zero)格式。如图26-3所示，NRZ数据格式包括:
•1个起始位
•1 ~ 8个数据位
•一个奇偶校验位(可选)
•一个或两个停止位
•一个用来区分数据和地址的额外位(仅限地址位模式)
数据的基本单位称为字符，长度为1 ~ 8位。数据的每个字符都用一个起始位、一个或两个停止位以及可选的奇偶校验位和地址位进行格式化。带格式化信息的数据字符称为帧，如图26-3所示。

SCI端口中断

SCI接收和发送可以中断控制。SCICTL2寄存器有一个标志位(TXRDY)，它表示活动的中断条件，SCIRXST寄存器有两个中断标志位(RXRDY和BRKDT)，加上RX ERROR中断标志，它是FE、OE、BRKDT和PE条件的逻辑或。发送器和接收器具有单独的中断启用位。如果不启用，则不会断言中断;但是，条件标志保持活动状态，反映传输和接收状态。
SCI对于接收端和发送端具有独立的外围中断向量。外围中断请求可以是高优先级的，也可以是低优先级的。这是由外设输出到PIE控制器的优先级位表示的。当RX和TX中断请求处于相同的优先级时，接收端总是比发送端具有更高的优先级，从而减少了接收端溢出的可能性。
外围中断的操作在系统控制和中断一章的外围中断一节中描述。
•如果RX/BK INT ENA位(SCICTL2, bit 1)被设置，当发生以下事件之一时，接收方外设中断请求被断言:—SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF寄存器中的数据传输到SCIRXBUF寄存器中。这个动作设置RXRDY标志(SCIRXST，位6)并启动中断。
-发生中断检测条件(SCIRXD在缺少停止位后的9.625位周期内处于低电平)。这个动作设置BRKDT标志位(SCIRXST，第5位)并启动中断。
•如果设置了TX INT ENA位(SCICTL2.0)，当SCITXBUF寄存器中的数据被转移到TXSHF寄存器时，发送器外设中断请求被断言，表明CPU可以写SCITXBUF;这个动作设置TXRDY标志位(SCICTL2，位7)并启动中断。

SCI模块中断反应时间-如果在应用程序中发生紧时序，可能会发生偶尔的BRKDT或其他错误，如FE/PE被触发。
中断不会被触发，直到大约7/8的停止位被检测到(大约0.875位时间)。ISR表项前的实际延迟值为:((7BAUD_CLK_PERIOD)/
8+3SYSCLK_PERIOD)。 在RX
ISR完成之前，SCI不会开始读取额外的位/字符，所以在下一个字节的起始位开始之前完成ISR。不管中断原因是什么，这留下了大约1/8比特时间(大约0.125比特时间)来完成整个ISR。
如果ISR在下一个起始位开始之前没有完成(在RX线再次变低之前)，SCI模块在错误的位置开始读取起始位，因此可能会错误地读取所有位，直到下一个正确对齐的起始位(当ISR有足够的时间在再次开始位之前处理)。
避免错误的推荐方法(以适应ISR开始所需的0.875位时间):

1. 保持RX ISR短。RX ISR必须仅用于将FIFO/缓冲区中的数据移动到内存中，在内存中数据可以在另一个时间要求较低的函数中进行处理。
2. 避免在SCI RX ISR中过多地嵌套其他中断。不要允许嵌套延迟SCI RX ISR完井超过大约0.125位的时间窗口。
3. 如果需要额外的时间(超过大约0.125比特的时间)，在将额外的数据传输到C2000设备的SCI RX引脚之前，可以在其他设备的固件中添加延迟。 其他设备可以通过以下方式增加延迟:
   a.向C2000设备发送带有2个停止位的字节，为C2000 RX ISR完成提供大约1.125位的处理时间。
   b.在发送一个字节后，在发送到C2000设备的另一个设备的固件中增加手动延迟，为C2000 RX
   ISR完成提供(延迟+大约0.125比特时间)处理时间。 c.在每次C2000
   RX中断发生后，在发送到C2000设备的另一个设备的固件中增加手动延迟，为C2000 RX
   ISR完成提供(延迟+大约0.125比特时间)处理时间。这很难实现，因为需要另一个设备来预测传输的数据何时触发C2000设备上的RX中断。触发RX中断的例子有:到达RX-
   fifo水平、发送BRKDT、发生RXERROR等。

RXRDY和BRKDT位的中断产生由RX/BK INT ENA位(SCICTL2，位1)控制。RX ERROR位的中断产生由RX ERR
INT ENA位(SCICTL1，位6)控制。

非FIFO/FIFO模式下SCI中断的操作/配置

①复位： 在上电复位时， SCI 工作在标准 SCI 模式， 禁止 FIFO 功能。 FIFO的寄存器 SCIFFTX、 SCIFFRX 和 SCIFFCT 都被禁止。
②标准 SCI： TXINT/RXINT 中断作为 SCI 的中断源。
③FIFO 使能： 通过 SCIFFTX 寄存器的 SCIFFEN 位置 1， 使能 FIFO 模式。 在任何操作状态下 SCIRST 都可以复位 FIFO 模式。
④寄存器有效： 所有 SCI 寄存器和 SCI FIFO 寄存器（SCIFFTX、 SCIFFRX 和SCIFFCT） 有效。
⑤中断： FIFO 模式有两个中断， 一个是发送 FIFO 中断 TXINT， 另一个是接收 FIFO 中断 RXINT。 FIFO 接收、 接收错误和接收 FIFO 溢出共用 RXINT 中断。 标准 SCI 的 TXINT 将被禁止， 该中断将作为 SCI 发送 FIFO 中断使用。
⑥缓冲： 发送和接收缓冲器增补了 2 个 16 级的 FIFO， 发送 FIFO 寄存器是 8位宽， 接收 FIFO 寄存器是 10 位宽。 标准 SCI 的一个字的发送缓冲器作为发送FIFO 和移位寄存器间的发送缓冲器。 只有移位寄存器的最后一位被移出后， 一个字的发送缓冲才发送 FIFO 装载。 使能 FIFO 后， 经过一个可选择的延迟（SCIFFCT） ， TXSHF 被直接装载而不再使用 TXBUF。
⑦延迟发送： FIFO 中的数据传送到发送移位寄存器的速率是可编程的， 可以通过 SCIFFCT 寄存器的位 FFTXDLY（7~0）设置发送数据间的延迟。 FFTXTDLY（7~0）确定延迟的 SCI 波特率时钟周期数， 8 位寄存器可以定义从 0 个波特率时钟周期的最小延迟到 256 个波特率时钟周期的最大延迟。 当使用 0 延迟时， SCI 模块的FIFO 数据移出时， 数据间没有延时， 一位紧接一位的从 FIFO 移出， 实现数据的连续发送。 当选择 256 个波特率时钟的延迟时， SCI 模块工作在最大延迟模式， FIFO 移出的每个数据字之间有 256 个波特率时钟的延迟。 在慢速 SCI/UART 的通信时， 可编程延迟可以减少 CPU 对 SCI 通信的开销。
⑧FIFO 状态位： 发送和接收 FIFO 都有状态位 TXFFST 或 RXFFST（位 12~0） ，这些状态位显示当前FIFO内数据的个数。当状态位为0时， 发送FIFO复位TXFIFO和接收复位位 RXFIFO 会被设置为 1， 会将 FIFO 指针复位为 0， FIFO 重新开始运行。
⑨可编程的中断级： 发送和接收 FIFO 都能产生 CPU 中断， 只要发送 FIFO 状态位 TXFFST（位 12-8） 与中断触发优先级 TXFFIL（位 4-0） 相匹配， 就产生一个中断触发， 从而为 SCI 的发送和接收提供一个可编程的中断触发逻辑。

UartDriver.c

/** UartDriver.c**  Created on: 2024年8月8日*      Author: Paranoid*/#include "main.h"//
// Defines
//
// Define AUTOBAUD to use the autobaud lock feature
//#define AUTOBAUD//
// Globals
//
uint16_t loopCounter = 0;//
// Function Prototypes
//__interrupt void Scia_RX_INT_ISR(void);
__interrupt void Scia_TX_INT_ISR(void);
//
// Main
//
void SciaDriver_Init(