6.3 - UART串口数据发送之中断

1 实验任务

本实验使用中断方式实现UART串口数据的连续发送。

2 系统框图

参见6.1。

3 软件设计

注意事项：

1. 系统上电、程序下载后，此时TX FIFO虽然为空，但并不会触发空中断；空中断的触发前提是FIFO中有数据且被读空，即FIFO中的最后一个数据被读出（This event is triggered whenever the final word is removed from the transmit FIFO）；
2. XUartPs_Send函数：
   • （1）函数功能：发送数据到TX FIFO
   • （2）函数实现：
     • 1）禁用TX FIFO空中断和TX FIFO满中断
     • 2）设置缓冲区参数，包括请求发送的字节数、剩余待发送的字节数和指向下一个要发送的字节的指针
     • 3）调用XUartPs_SendBuffer函数，该函数完成数据发送功能并返回实际发送的字节数
     • 4）接收XUartPs_SendBuffer函数的返回值并返回
3. XUartPs_SendBuffer函数：
   • （1）函数功能：以轮询或中断驱动模式将缓冲区数据发送到TX FIFO
   • （2）函数实现：
     • 1）发送数据到TX FIFO，如果TX FIFO未满且缓冲区中还有数据未发送，则将数据写入TX FIFO（Otherwise put bytes into the TX FIFO unil it is full, or all of the data has been put into the FIFO）
     • 2）更新缓冲区指针和剩余字节数
     • 3）使能TX FIFO空中断：注意，如果接收中断已启用，则启用TX FIFO空中断（这也是为何在UartInit函数中使能看似无关的XUARTPS_IXR_RXOVR中断的原因）
       • 疑问1：为什么在启用接收中断的前提下才能启用TX FIFO空中断
       • 疑问2：为什么仅启用了TX FIFO空中断，TX FIFO满中断在XUartPs_Send也被禁用了，为何未被重新启用
     • 4）返回实际发送的字节数
4. 程序设计思路：
   • （1）在程序下载后，假设上一次数据已发送完毕，SendComplete置1；
   • （2）将每一轮的首次数据发送放在while循环中，这样TxBuffer中的数据才能一轮一轮的循环发送起来（刚开始把首次数据发送放在while循环外边，在第一轮的最后一次数据发送完毕并触发空中断后，SendComplete置1，然后就没有然后了…）。

/************************** Include Files ***********************************/
#include "xparameters.h"
#include "xuartps.h"
#include "xscugic.h"
#include "xil_exception.h"
#include "stdio.h"
#include "sleep.h"/************************** Constant Definitions ****************************/
#define UART_DEVICE_ID		XPAR_XUARTPS_0_DEVICE_ID
#define INTC_DEVICE_ID		XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define UART_INTR_ID		XPAR_XUARTPS_1_INTR#define BUFFER_SIZE 		256  // 发送缓冲区大小
#define FIFO_TRIGGER_LEVEL  32   // FIFO触发阈值
#define RECV_TIMEOUT        4    // 接收超时时间（单位：波特率时钟周期）/************************** Function Prototypes *****************************/
s32  c(XUartPs *UartPsInstPtr, XUartPsFormat* UartFormatPtr);
s32  SetupInterruptSystem(XScuGic *IntcInstPtr, XUartPs *UartPsInstPtr);
void UartIntrHandler(void *CallBackRef);/************************** Variable Definitions ****************************/
XUartPs UartInst;
XScuGic IntcInst;u8 TxBuffer[BUFFER_SIZE] = { 0 };  // 接收缓冲区int RxDataLength = 0;  // 接收到的数据长度XUartPsFormat UartFormat = {XUARTPS_DFT_BAUDRATE,     // 115200XUARTPS_FORMAT_8_BITS,XUARTPS_FORMAT_NO_PARITY,XUARTPS_FORMAT_1_STOP_BIT
};// 发送状态
u32 TotalBytesSent;  // 已发送的字节数
int SendComplete;    // 发送完成标志
/************************** Function Implementation *************************/int main()
{//s32 Status;u32 BytesSent;//for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {TxBuffer[i] = (u8)i;  // 填充从 0 开始的递增数}// 初始化UARTStatus = UartPsInit(&UartInst, &UartFormat);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}// 设置中断系统Status = SetupInterruptSystem(&IntcInst, &UartInst);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}// 主循环SendComplete = 1;while(1){if (SendComplete == 1) {TotalBytesSent = 0;SendComplete = 0;sleep(3);// 启动第一次发送BytesSent = XUartPs_Send(&UartInst, TxBuffer, BUFFER_SIZE);TotalBytesSent += BytesSent;}}//return 0;
}s32 UartPsInit(XUartPs *UartInstPtr, XUartPsFormat* UartFormatPtr)
{//s32 Status;XUartPs_Config *UartConfigPtr;// 查找UART配置UartConfigPtr = XUartPs_LookupConfig(UART_DEVICE_ID);if(NULL == UartConfigPtr){return XST_FAILURE;}// 初始化UARTStatus = XUartPs_CfgInitialize(UartInstPtr, UartConfigPtr, UartConfigPtr->BaseAddress);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}// 设置UART数据格式XUartPs_SetDataFormat(UartInstPtr, UartFormatPtr);// 设置UART操作模式XUartPs_SetOperMode(UartInstPtr, XUARTPS_OPER_MODE_NORMAL);// 设置接收FIFO触发阈值XUartPs_SetFifoThreshold(UartInstPtr, FIFO_TRIGGER_LEVEL);// 设置接收超时XUartPs_SetRecvTimeout(UartInstPtr, RECV_TIMEOUT);// 设置中断掩码，使能发送FIFO空中断XUartPs_SetInterruptMask(UartInstPtr, XUARTPS_IXR_RXOVR | XUARTPS_IXR_TXEMPTY);//return XST_SUCCESS;
}s32 SetupInterruptSystem(XScuGic *IntcInstPtr, XUartPs *UartInstPtr)
{//s32 Status;XScuGic_Config *IntcConfigPtr;// 初始化中断控制器GICIntcConfigPtr = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);if (NULL == IntcConfigPtr){return XST_FAILURE;}Status = XScuGic_CfgInitialize(IntcInstPtr, IntcConfigPtr, IntcConfigPtr->CpuBaseAddress);if (Status != XST_SUCCESS){return XST_FAILURE;}// 注册异常处理程序Xil_ExceptionInit();Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, IntcInstPtr);Xil_ExceptionEnable();// 连接UART中断处理程序XScuGic_Connect(IntcInstPtr, UART_INTR_ID, (Xil_InterruptHandler)UartIntrHandler, (void *)UartInstPtr);// 使能UART中断XScuGic_Enable(IntcInstPtr, UART_INTR_ID);//return XST_SUCCESS;
}void UartIntrHandler(void *CallBackRef)
{//XUartPs* UartInstPtr = (XUartPs*)CallBackRef;u32 IsrStatus;// 读取中断状态IsrStatus = XUartPs_ReadReg(UartInstPtr->Config.BaseAddress, XUARTPS_IMR_OFFSET);IsrStatus &= XUartPs_ReadReg(UartInstPtr->Config.BaseAddress, XUARTPS_ISR_OFFSET);// 处理发送FIFO空中断if ((IsrStatus & (u32)XUARTPS_IXR_TXEMPTY) != (u32)0) {XUartPs_WriteReg(UartInstPtr->Config.BaseAddress, XUARTPS_ISR_OFFSET, XUARTPS_IXR_TXEMPTY);if (TotalBytesSent < BUFFER_SIZE) {// 继续发送剩余的数据u32 BytesSent = XUartPs_Send(UartInstPtr, &TxBuffer[TotalBytesSent], BUFFER_SIZE - TotalBytesSent);TotalBytesSent += BytesSent;}else {// 所有数据已发送完毕SendComplete = 1;
//			xil_printf("Config file sent successfully in polled mode!\n");}}//return;
}