原创 HED10W07SN串口应用设计

HED10W07SN模块有两个串口。厂家提供的参考实现中，串口0用于管理：AT指令、EM_WIFI程序下载、Boot Loader程序下载（超级终端）；串口1可以用于AT指令解释也可以用于用户数据传输。

在我的封装实现中，为了避免冲突以及简化实现，也是因为初学避免引入bug，沿用厂家的配置方式：串口0用于管理，串口1仅用于用户数据传输。

帖子“开发环境”的附件中的工程“MyLearningProject_02”是串口封装和使用的例子。

封装好的串口接口函数在“MOD\include\modUart.h”中定义，实现代码在“MOD\source\modUartSimpleImpl.c”。

main.c是一个简单的应用例子，功能是在收到串口消息后，将消息回传并toggle LED。

注：串口消息的header格式为0x7e 0x7e length。

比如用串口精灵测试时，发送字符串“123”的方式为：用十六进制发送7e7e03313233

API使用方式：

在CreateUserTask()中初始化UART：

    modUartInit(1,115200);
    modUartSetRxCallback(myUartRxCallbackFunction);

第1句设置波特率，第2句设置回调函数。（回调函数的名称可以自己定义）

发送消息的例子：

modUartSendPkt(1, 11, pWellcomeMsg);

第1个参数固定为1。（该API只支持UART1，不支持UART0）

第2个参数是分组长度，第3个参数是分组指针。

接收消息：

当底层代码收到完整的一个分组后，会调用用户定义的回调函数。

用户在回调函数编写自己的代码对收到的分组进行处理。例子：

void myUartRxCallbackFunction(uint8 vUartNumber, uint8 vSize, uint8* vPacket){
  //toggle led 0
    modSetLedState(0,2);
    //send it back
    modUartSendPkt(1, vSize, vPacket);
}

与接口实现方式相关的接口使用说明

1、串口接收回调函数是由单独的任务调用，不是在中断服务处理程序中调用，所以没有处理时限要求；

2、消息发送函数modUartSendPkt的实现采用同步发送方式，当分组数据全部向UART硬件发送完毕才返回；支持多线程；

modUart API的实现简介

注：下文中HAL层代表厂家提供的底层代码（不论是否硬件相关），MOD层代表我写的模块化代码。

一、底层函数的实现方式

芯片中断调用串口ISR函数tls_uart_isr：

* 接收侧：tls_uart_isr从接收寄存器读入数据，放入接收FIFO，然后调用回调函数rx_callback（rx_callback由tls_uart_rx_register设置）。

* 发送侧： tls_uart_isr调用tls_uart_tx_chars从发送FIFO取数据，写入发送寄存器，FIFO半空时调用tx_callback；

二、接收API实现方式

modUartRxCallback()是供tls_uart_isr调用的回调函数。

modUartRxCallback()将数据放进缓冲区，然后发送一个消息MSG_UART_RECEIVE_DATA到消息队列mUart1TaskQueuePtr，然后返回（ISR流程结束）。

启动一个专门的任务modUartDataProcTask处理UART收到的数据。

modUartDataProcTask一直在等待消息队列mUart1TaskQueuePtr的消息，收到消息后调用modUart1RxFramingRoutine()进行帧界定。

modUart1RxFramingRoutine()从接收FIFO中逐字节读入数据，判断帧头、长度，读入足够数目的数据后，调用用户定义的接收回调函数。

所以，用户定义的接收回调函数是在modUartDataProcTask的线程中处理的。

三、发送API实现方式

modUartSendPkt()先调用tls_uart_write发送header字节，然后调用tls_uart_tx_sync()发送分组body。

底层提供的tls_uart_tx_sync()本身实现同步发送机制。

四、tls_uart_tx_sync()的实现

厂家文档中推荐应用调用的串口消息发送函数是：异步发送函数tls_uart_tx()和同步发送函数tls_uart_tx_sync()。

1、tls_uart_tx()

tls_uart_tx()将发送的分组数据全部写入到HAL层的发送缓冲区中，未写入的部分保留在串口的数据结构中，由tls_uart_tx_cb继续写入（tls_uart_tx_cb由tls_uart_isr调用）。

* 将发送数据指针和发送长度保存在uart_port[1]->buff_ptr和uart_port[1]-> buf_len中。
* 然后调用tls_uart_write()将数据写入HAL层的发送缓冲区。
* 设置发送中断回调函数为tls_uart_tx_cb（tls_uart_tx_register(TLS_UART_1, tls_uart_tx_cb);）
* 然后调用tls_uart_tx_chars_start()将缓冲区的若干数据实际发送到UART硬件。

tls_uart_tx_cb负责将uart_port[1]->buff_ptr中未写入HAL层发送缓冲区的数据写入缓冲区。

可见：tls_uart_tx不是线程安全的。

2、tls_uart_tx_sync()
tls_uart_tx_sync()调用异步发送函数tls_uart_tx()发送消息；

然后创建并等待信号port->tx_sem：
   err = tls_os_sem_create(&port->tx_sem, 0);
   tls_uart_tx(buf, len);
   tls_os_sem_acquire(port->tx_sem, 0);
tls_uart_tx_chars()在发送缓冲区空时，释放信号（tls_uart_tx_chars()由中服程序tls_uart_isr调用）
    if (uart_circ_empty(xmit)) {
    if(port->tx_sem)
        tls_os_sem_release(port->tx_sem);
        return;
    }
tls_uart_tx_sync()收到信号后，返回。
    tls_os_sem_delete(port->tx_sem);
    port->tx_sem = NULL;

tls_uart_tx_chars()负责将发送缓冲区的数据写入UART硬件。

可见：tls_uart_tx_sync是线程安全的，但是效率低。

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