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优化的UART驱动，可以适应多种RTOS，也能裸奔。

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该驱动采用中断方式，未来会加入DMA方式。中断方式采用FIFO的方式。用户程序直接用UartRead和UartWrite操作读写。
无论采用中断还是DMA，都会支持一个中断回调函数。该中断回调函数处理由用户自己定义，触发条件为——接收缓冲超时（1Byte的时间），接收缓冲过半，接收缓冲满，发送缓冲空，以应对UART在某些场合对实时性的需求。
同时为了支持多种OS环境（本人移植过UCOS和RTX两种OS），也可以裸奔，UART驱动中不会有任何和特定OS相关的操作，所以中断回调函数中可以向任务中发送信号量，消息邮箱等。同时任务在初始化UART时，可以分配一个缓冲供中断回调函数操作。比如中断回调函数向任务中发送一个消息邮箱，消息邮箱的缓冲可以建立在任务中，初始化串口的时候分配给串口驱动，当串口中断发生时直接把该缓冲区的指针发给任务，如果中断发送给任务的消息邮箱，指针位于中断函数的局部变量，当中断函数结束时，任务还没有收到消息邮箱，邮箱里面的“邮件”就变成了“空白”。
UART.h

  1. /******************** (C) COPYRIGHT 2008 boost ********************
  2. * File Name          : usart.h
  3. * Author             : Luo Yiming
  4. * Version            : V1.1.0
  5. * Date               : 2013年3月19日
  6. * Description        : Header for usart.c module
  7. ********************************************************************************/

  9. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  10. #include "stm32f10x.h"

  12. /* Define to prevent recursive inclusion ------------------------------------ */
  13. #ifndef __USART_H
  14. #define __USART_H

  16. #define UART_RX_IDLE  0x01           // Uart Rx Buffer is less than half when idle
  17. #define UART_RX_OVF   0x02           // Uart Rx Buffer is more than half
  18. #define UART_RX_FULL  0x04           // Uart Rx Buffer is full
  19. #define UART_TX_DONE  0x08           // Uart Tx Buffer is empty

  21. #define  UART_PORT_MAX            5

  23. #define  UART_PORT_1              0
  24. #define  UART_PORT_2              1
  25. #define  UART_PORT_3              2
  26. #define  UART_PORT_4              3
  27. #define  UART_PORT_5              4

  29. #define  UART_FLOW_EN             0x0080
  30. #define  UART_2STOP_EN            0x0040
  31. #define  UART_EVEN_EN             0x0020
  32. #define  UART_ODD_EN              0x0010

  34. typedef struct{
  35.         u16 event;
  36.         u8  rxCh;
  37.         u8  txCh;
  38. }uart_status_t;

  40. typedef struct{
  41.         u16 rxSize;
  42.         u16 txSize;       
  43.         u8* rxBuf;
  44.         u8* txBuf;
  45.         void (*isr)(uint8_t port,uart_status_t status,void* msg);
  46.         void *msg;
  47.         USART_InitTypeDef init;
  48.         u8  rxdma;
  49.         u8  txdma;
  50. }uart_seting_t;

  52. /* Exported functions ------------------------------------------------------- */
  53. extern void UartNvicSet(uint8_t port,uint8_t preprio,uint8_t subprio);
  54. extern void USART_ISR(uint8_t port);
  55. extern void UartSeting(uint8_t port,uart_seting_t seting);
  56. extern uint16_t UartRead(uint8_t port,uint8_t *data,uint16_t len);
  57. extern uint16_t UartWrite(uint8_t port,uint8_t *data,uint16_t len);
  58. extern uint16_t UartRxCnt(uint8_t port);
  59. extern uint16_t UartTxCnt(uint8_t port);
  60. extern void UartSetIsrMsg(uint8_t port,void* msg);
  61. #endif /* __USART_H */

  63. /******************* (C) COPYRIGHT 2008 boost *****END OF FILE****/

复制代码

UART .C

  1. /******************** (C) COPYRIGHT 2008 litt ********************
  2. * File Name          : usart.c
  3. * Author             : luo yi ming
  4. * Version            : V1.1.0
  5. * Date               : 2013年3月19日
  6. * Description        : This file provides a set of functions needed to manage the
  7. *                      communication between usart peripheral and RS485/HW/PLC.
  8. ********************************************************************************/

  10. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  11. #include "usart.h"



  15. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  16. struct _uart_fifo_t{
  17.         //rx 12byte
  18.         u8*   rxBuf;             //4
  19.         u16   rxSize;            //2
  20.         vu16  rxPush;   //2
  21.         vu16  rxPop;    //2
  22.         vu16  rxCnt;    //2
  23.         //tx 12byte
  24.         u8*   txBuf;             //4
  25.         u16   txSize;            //2
  26.         vu16  txPush;   //2
  27.         vu16  txPop;    //2
  28.         vu16  txCnt;    //2
  29.         //Isr 4byte
  30.         void (*isr)(uint8_t port,uart_status_t status,void* msg);
  31.         //task msg to isr
  32.         void* msg;
  33. };//28


  36. struct _uart_device_t{
  37.         struct _uart_fifo_t  fifo;
  38.         USART_TypeDef*   uart;
  39.         DMA_Channel_TypeDef*     rxdma;
  40.         DMA_Channel_TypeDef*     txdma;
  41. };


  44. typedef   USART_TypeDef*        pUSART_TypeDef;
  45. typedef   DMA_Channel_TypeDef*  pDMA_Channel_TypeDef;
  46. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
  47. //#define  UART_OVF_LINE     16
  48. //#define  UART_MIN_FIFO     16
  49. //#define  UART_MAX_FIFO     2048

  51. #define  UART1_DMA_RX  DMA1_Channel5
  52. #define  UART1_DMA_TX  DMA1_Channel4

  54. #define  UART2_DMA_RX  DMA1_Channel6
  55. #define  UART2_DMA_TX  DMA1_Channel7

  57. #define  UART3_DMA_RX  DMA1_Channel3
  58. #define  UART3_DMA_TX  DMA1_Channel2

  60. #define  UART_REG_1 {USART1,UART1_DMA_RX,UART1_DMA_TX}
  61. #define  UART_REG_2 {USART2,UART2_DMA_RX,UART2_DMA_TX}
  62. #define  UART_REG_3 {USART3,UART3_DMA_RX,UART3_DMA_TX}
  63. #define  UART_REG_4 {UART4,NULL,NULL}
  64. #define  UART_REG_5 {UART5,NULL,NULL}

  66. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/


  69. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  70. const  pUSART_TypeDef         USART_TABLE[UART_PORT_MAX] = {USART1,USART2,USART3,UART4,UART5};
  71. const  pDMA_Channel_TypeDef          UART_DMA_RX_TABLE[UART_PORT_MAX] = {UART1_DMA_RX,UART2_DMA_RX,UART3_DMA_RX,NULL,NULL};
  72. const  pDMA_Channel_TypeDef          UART_DMA_TX_TABLE[UART_PORT_MAX] = {UART1_DMA_TX,UART2_DMA_TX,UART3_DMA_TX,NULL,NULL};
  73. static struct _uart_device_t  UartDevice[UART_PORT_MAX];


  76. /* Function -------------------------------------------------------------------*/

  78. /*************************************************************************************************
  79. * Name       : _uart_isr
  80. * Describe   : 串口中断服务程序
  81. * param      : pfifo,uart
  82. * Return     : 无
  83. * Create by  : 罗一鸣 2012-12-03
  84. * Moid   by  :
  85. *************************************************************************************************/
  86. static __inline void _uart_isr(uint8_t port,struct _uart_fifo_t *pfifo,USART_TypeDef *uart)
  87. {
  88.         //uint32_t ie;
  89.         uint32_t iflag;
  90.         uart_status_t status = {0,0,0};
  91.         //ie = __get_PRIMASK();
  92.         //__set_PRIMASK(1);
  93.         iflag = (uart->CR1 & uart->SR);//(USART_FLAG_TXE|USART_FLAG_TC|USART_FLAG_RXNE|USART_FLAG_IDLE)
  94.         //__set_PRIMASK(ie);
  95.         //IDLE IRQ
  96.         if(iflag & USART_FLAG_IDLE)
  97.         {
  98.                 status.rxCh = uart->DR;
  99.                 if(pfifo->rxCnt <= (pfifo->rxSize>>1)) //rx buffer is not full when rx idle happen
  100.                 {
  101.                         status.event |=  UART_RX_IDLE;
  102.                 }
  103.         }
  104.         //RX IRQ
  105.         if(iflag & USART_FLAG_RXNE)
  106.         {
  107.                 status.rxCh = uart->DR;
  108.                 if(pfifo->rxCnt < pfifo->rxSize)
  109.                 {
  110.                         pfifo->rxBuf[pfifo->rxPush] = status.rxCh;
  111.                         pfifo->rxPush += 1;
  112.                         if(pfifo->rxPush >= pfifo->rxSize)
  113.                         {
  114.                                 pfifo->rxPush = 0;
  115.                         }
  116.                         pfifo->rxCnt += 1;
  117.                         if(pfifo->rxCnt == pfifo->rxSize)  //rx buffer is full
  118.                         {
  119.                                 status.event |= UART_RX_FULL;
  120.                         }
  121.                         else if(pfifo->rxCnt > (pfifo->rxSize>>1))//rx byte is more than half of rx buffer  
  122.                         {
  123.                                 status.event |= UART_RX_OVF;
  124.                         }
  125.                 }
  126.         }
  127.         //TXE IRQ
  128.         if(iflag & USART_FLAG_TXE)
  129.         {
  130.                 uart->CR1 &= (uint16_t)~0x0080; //off TX
  131.                 if(pfifo->txCnt)
  132.                 {
  133.                         status.txCh = pfifo->txBuf[pfifo->txPop];
  134.                         uart->DR = status.txCh;
  135.                         uart->CR1 |= (uint16_t)0x0080;
  136.                         pfifo->txPop += 1;
  137.                         if(pfifo->txPop >= pfifo->txSize)
  138.                         {
  139.                                 pfifo->txPop = 0;
  140.                         }
  141.                         pfifo->txCnt -= 1;
  142.                         if(pfifo->txCnt == 0)
  143.                         {
  144.                                 status.event |=  UART_TX_DONE;
  145.                         }
  146.                 }
  147.         }
  148.         //run isr function
  149.         if((NULL ！= pfifo->isr) && (0 ！= status.event))
  150.         {
  151.                 pfifo->isr(port,status,pfifo->msg);
  152.         }
  153. }


  156. /*************************************************************************************************
  157. * Name       : _uart_read_isr
  158. * Describe   : 串口读取函数中断模式
  159. * param      :
  160. * Return     :
  161. * Create by  :
  162. * Moid   by  :
  163. *************************************************************************************************/
  164. static uint16_t _uart_read_isr(struct _uart_fifo_t *pfifo,USART_TypeDef *uart,uint8_t *data,uint16_t len)
  165. {
  166.         uint32_t ie;
  167.         uint16_t n;
  168.         if(len == 0)
  169.         {
  170.                 return 0;
  171.         }
  172.         for(n=0;n<len;n++)
  173.         {
  174.                 if(n < pfifo->rxCnt)
  175.                 {
  176.                         *data++ = pfifo->rxBuf[pfifo->rxPop];
  177.                         pfifo->rxPop += 1;
  178.                         if(pfifo->rxPop>=pfifo->rxSize)
  179.                         {
  180.                                 pfifo->rxPop = 0;
  181.                         }
  182.                 }
  183.                 else
  184.                 {
  185.                         break;
  186.                 }
  187.         }
  188.         ie = __get_PRIMASK();
  189.         __set_PRIMASK(1);
  190.         pfifo->rxCnt -= n;
  191.         __set_PRIMASK(ie);
  192.         return n;
  193. }


  196. /*************************************************************************************************
  197. * Name       : _uart_write_isr
  198. * Describe   : 串口写入函数中断模式
  199. * param      :
  200. * Return     :
  201. * Create by  :
  202. * Moid   by  :
  203. *************************************************************************************************/
  204. static uint16_t _uart_write_isr(struct _uart_fifo_t *pfifo,USART_TypeDef *uart,uint8_t *data,uint16_t len)
  205. {
  206.         uint32_t ie;
  207.         uint16_t n;
  208.         if(len == 0)
  209.         {
  210.                 return 0;
  211.         }
  212.         for(n=0;n<len;n++)
  213.         {
  214.                 if((pfifo->txSize-n) > pfifo->txCnt)
  215.                 {
  216.                         pfifo->txBuf[pfifo->txPush] = *data++;
  217.                         pfifo->txPush += 1;
  218.                         if(pfifo->txPush >= pfifo->txSize)
  219.                         {
  220.                                 pfifo->txPush = 0;
  221.                         }
  222.                 }
  223.                 else
  224.                 {
  225.                         break;
  226.                 }
  227.         }
  228.         ie = __get_PRIMASK();
  229.         __set_PRIMASK(1);
  230.         pfifo->txCnt += n;
  231.         __set_PRIMASK(ie);
  232.         return n;
  233. }



  237. /*************************************************************************************************
  238. * Name       : UART_ISR
  239. * Describe   : 串口中断服务
  240. * param      :
  241. * Return     :
  242. * Create by  :
  243. * Moid   by  :
  244. *************************************************************************************************/
  245. void USART_ISR(uint8_t port)
  246. {
  247.         _uart_isr(port,&UartDevice[port].fifo,UartDevice[port].uart);
  248. }


  251. /*************************************************************************************************
  252. * Name       : UART_DMA_ISR
  253. * Describe   : 串口中断服务
  254. * param      :
  255. * Return     :
  256. * Create by  :
  257. * Moid   by  :
  258. *************************************************************************************************/
  259. void UART_DMA_ISR(uint8_t port)
  260. {

  262. }

  264. /*
  265. __inline void UartDmaIsr(uint8_t port,struct UartFifo *pfifo,USART_TypeDef *uart)
  266. {
  267.        
  268.        
  269. }
  270. */



  274. /*************************************************************************************************
  275. * Name       : UartSeting
  276. * Describe   :  
  277. * param      :  
  278. * Return     :  
  279. * Create by  : 罗一鸣    Date: 2013-06-18
  280. * Moid   by  :
  281. *************************************************************************************************/
  282. void UartSeting(uint8_t port,uart_seting_t seting)
  283. {
  284.         UartDevice[port].uart  = USART_TABLE[port];
  285.         UartDevice[port].rxdma = NULL;
  286.         UartDevice[port].txdma = NULL;
  287.         UartDevice[port].fifo.rxCnt  = UartDevice[port].fifo.txCnt  = 0;
  288.         UartDevice[port].fifo.rxPush = UartDevice[port].fifo.rxPop  = 0;       
  289.         UartDevice[port].fifo.txPush = UartDevice[port].fifo.txPop  = 0;
  290.         UartDevice[port].fifo.rxSize = seting.rxSize;
  291.         UartDevice[port].fifo.rxBuf  = seting.rxBuf;
  292.         UartDevice[port].fifo.txSize = seting.txSize;
  293.         UartDevice[port].fifo.txBuf  = seting.txBuf;
  294.         UartDevice[port].fifo.isr    = seting.isr;
  295.         UartDevice[port].fifo.msg         = seting.msg;
  296.         if(seting.rxdma)
  297.         {
  298.                 UartDevice[port].rxdma = UART_DMA_RX_TABLE[port];
  299.         }
  300.         if(seting.txdma)
  301.         {
  302.                 UartDevice[port].txdma = UART_DMA_TX_TABLE[port];
  303.         }
  304.         USART_Init(UartDevice[port].uart, &seting.init);
  305. }


  308. /*************************************************************************************************
  309. * Name       : UartRead
  310. * Describe   :  
  311. * param      :  
  312. * Return     :  
  313. * Create by  : 罗一鸣    Date: 2012-12-03
  314. * Moid   by  :
  315. *************************************************************************************************/
  316. uint16_t UartRead(uint8_t port,uint8_t *data,uint16_t len)
  317. {
  318.         if(UART_PORT_MAX <= port)
  319.         {
  320.                 return 0;
  321.         }
  322.         if((NULL ！= UartDevice[port].rxdma))
  323.         {
  324.                 return 0;
  325.         }
  326.         else
  327.         {
  328.                 return _uart_read_isr(&UartDevice[port].fifo,UartDevice[port].uart,data,len);
  329.         }
  330. }

  332. /*************************************************************************************************
  333. * Name       : UartWrite
  334. * Describe   :  
  335. * param      :  
  336. * Return     :  
  337. * Create by  : 罗一鸣    Date: 2012-12-03
  338. * Moid   by  :
  339. *************************************************************************************************/
  340. uint16_t UartWrite(uint8_t port,uint8_t *data,uint16_t len)
  341. {
  342.         if(UART_PORT_MAX <= port)
  343.         {
  344.                 return 0;
  345.         }
  346.         if((NULL ！= UartDevice[port].txdma))
  347.         {
  348.                 return 0;
  349.         }
  350.         else
  351.         {
  352.                 return _uart_write_isr(&UartDevice[port].fifo,UartDevice[port].uart,data,len);
  353.         }
  354. }


  357. /*************************************************************************************************
  358. * Name       : UartRxCnt
  359. * Describe   :
  360. * param      :
  361. * Return     :
  362. * Create by  :
  363. * Moid   by  :
  364. *************************************************************************************************/
  365. uint16_t UartRxCnt(uint8_t port)
  366. {
  367.         return UartDevice[port].fifo.rxCnt;
  368. }

  370. /*************************************************************************************************
  371. * Name       : UartTxCnt
  372. * Describe   :
  373. * param      :
  374. * Return     :
  375. * Create by  :
  376. * Moid   by  :
  377. *************************************************************************************************/
  378. uint16_t UartTxCnt(uint8_t port)
  379. {
  380.         return UartDevice[port].fifo.txCnt;
  381. }

  383. /*************************************************************************************************
  384. * Name       : UartSetIsrMsg
  385. * Describe   : send msg to Isr
  386. * param      :  
  387. * Return     :  
  388. * Create by  : 罗一鸣    Date: 2013-06-18
  389. * Moid   by  :
  390. *************************************************************************************************/
  391. void UartSetIsrMsg(uint8_t port,void* msg)
  392. {
  393.         UartDevice[port].fifo.msg = msg;
  394. }


  397. /*************************************************************************************************
  398. * Name       : UartInit
  399. * Describe   :  
  400. * param      :  
  401. * Return     :  
  402. * Create by  : 罗一鸣    Date: 2012-12-03
  403. * Moid   by  :
  404. *************************************************************************************************/
  405. void UartInit(uint8_t port,uint8_t preprio,uint8_t subprio)
  406. {
  407.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  408.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  409.         if(UART_PORT_1 == port)
  410.         {               
  411.                 // config USART1 clock
  412.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  413.                 // Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull
  414.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  415.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  416.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  417.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  418.                 // Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating
  419.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  420.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  421.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  422.                 // Set Interrupt Priority
  423.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  424.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = preprio;
  425.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = subprio;
  426.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  427.                 //CLI();
  428.                 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  429.                 //SEI();
  430.         }
  431.         else if(UART_PORT_2 == port)
  432.         {
  433.                 // config USART2 clock
  434.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  435.                 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
  436.                 // Configure USART2 Tx (PA.02) as alternate function push-pull
  437.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  438.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  439.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  440.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  441.                 // Configure USART2 Rx (PA.03) as input floating
  442.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
  443.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  444.                 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);               
  445.                 // Set Interrupt Priority
  446.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
  447.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = preprio;
  448.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = subprio;
  449.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  450.                 //CLI();
  451.                 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  452.                 //SEI();
  453.         }
  454.         else if(UART_PORT_3 == port)
  455.         {
  456.                 // config USART3 clock
  457.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  458.                 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
  459.                 // Configure USART2 Tx (PB.10) as alternate function push-pull
  460.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  461.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  462.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  463.                 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  464.                 // Configure USART2 Rx (PB.11) as input floating
  465.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
  466.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  467.                 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  468.                 // Set Interrupt Priority
  469.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
  470.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = preprio;
  471.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = subprio;
  472.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  473.                 //CLI();
  474.                 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  475.                 //SEI();
  476.         }
  477. }



  481. /****************************************************************************
  482. *************************** End of File *************************************
  483. ****************************************************************************/

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