153 lines
6.8 KiB
C
153 lines
6.8 KiB
C
/*
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* 模块名称：RS-485 半双工通信驱动
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* 模块功能：RS-485 半双工通信驱动实现，封装任意 UART 外设实现 485 方向控制，
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* 提供阻塞发送、中断接收（IDLE 空闲帧检测）。使用 DWT CYCCNT 提供
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* 微秒级延时，确保 RS485 收发器 DE 使能稳定。
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* 适用平台：STM32F4 系列
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-18
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* 修改记录：
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* 2026-07-18 王建锋 创建初始版本
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* 2026-07-20 王建锋 修复 DE 时序：添加 DWT 微秒延时替代 for 循环
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* 2026-07-20 王建锋 清理中文注释乱码，对齐代码规范
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*/
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#include "rs485.h"
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/* ======================== 内部辅助函数 ======================== */
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/*
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* 函数功能：DWT 微秒级延时
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* 入口参数：us - 延时微秒数 uint32_t 1 - N
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* 返回值：无
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* 限定条件：无（首次调用自动初始化 DWT CYCCNT）
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* 函数说明：利用 Cortex-M4 DWT CYCCNT 实现精确微秒延时，168MHz 下 1us = 168 计数。
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* 首次调用时自动使能 DWT 和 CYCCNT，后续只读 CYCCNT 寄存器，不影响其他模块。
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*/
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static void delay_us(uint32_t us)
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{
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if (!(CoreDebug->DEMCR & CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk)) {
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CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
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DWT->CYCCNT = 0;
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DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
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}
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uint32_t start = DWT->CYCCNT;
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uint32_t ticks = us * (SystemCoreClock / 1000000uL);
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while ((DWT->CYCCNT - start) < ticks) { ; }
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}
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/* ======================== 方向控制宏 ======================== */
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#define RS485_DIR_TX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_SET)
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#define RS485_DIR_RX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_RESET)
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/* ======================== 公共函数实现 ======================== */
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/*
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* 函数功能：初始化 RS-485 句柄
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* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
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* p_huart - UART 外设句柄指针（已由 CubeMX 初始化） UART_HandleTypeDef*（非空）
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* p_dir_port - 方向控制 GPIO 端口（如 GPIOD） GPIO_TypeDef*（非空）
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* dir_pin - 方向控制 GPIO 引脚号（如 GPIO_PIN_0） uint16_t
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* 返回值：无
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* 限定条件：UART 和 GPIO 须先由 CubeMX 完成初始化
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* 函数说明：初始化后默认处于接收状态（DE 引脚拉低）
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*/
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void rs485_init(rs485_handle_t *p_handle,
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UART_HandleTypeDef *p_huart,
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GPIO_TypeDef *p_dir_port,
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uint16_t dir_pin)
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{
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p_handle->huart = p_huart;
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p_handle->dir_port = p_dir_port;
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p_handle->dir_pin = dir_pin;
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p_handle->rx_size = 0;
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RS485_DIR_RX(p_handle);
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}
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/*
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* 函数功能：阻塞方式发送数据
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* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
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* p_data - 待发送数据缓冲区 uint8_t*（非空）
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* len - 待发送字节数 uint16_t 1 - N
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* timeout - 发送超时（ms），传 0 使用 RS485_TIMEOUT_DEFAULT uint32_t 0 / 1 - N
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* 返回值：HAL_OK - 发送成功 HAL_StatusTypeDef
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* HAL_TIMEOUT - 发送超时
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* HAL_ERROR - 发送错误
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* 限定条件：须在主循环或 FreeRTOS 任务中调用，不可在 UART 中断中调用
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* 函数说明：发送前拉高 DE，等待 50us 确保 RS485 收发器驱动使能稳定后再启动 UART 发送。
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* HAL_UART_Transmit 内部等待 TC（发送完成）标志，确保最后一字节完全移出后
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* 再拉低 DE 切回接收状态。
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*/
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HAL_StatusTypeDef rs485_transmit(rs485_handle_t *p_handle,
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const uint8_t *p_data,
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uint16_t len,
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uint32_t timeout)
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{
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HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
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if (timeout == 0U) {
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timeout = RS485_TIMEOUT_DEFAULT;
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}
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RS485_DIR_TX(p_handle);
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delay_us(50);
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status = HAL_UART_Transmit(p_handle->huart,
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(uint8_t *)p_data,
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len,
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timeout);
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RS485_DIR_RX(p_handle);
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return status;
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}
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/*
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* 函数功能：启动中断方式接收（IDLE 空闲帧检测）
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* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
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* p_buf - 接收缓冲区 uint8_t*（非空）
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* buf_size - 缓冲区大小 uint16_t
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* 返回值：HAL_OK - 启动成功 HAL_StatusTypeDef
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* HAL_ERROR - 启动失败
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* 限定条件：UART 须已开启全局中断（NVIC 使能）
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* 函数说明：使用 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 实现变长帧接收。
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* 当 UART 总线空闲超过 1 个字符时间后硬件触发 IDLE 中断，
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* HAL 自动调用 HAL_UARTEx_RxEventCallback 并返回已接收字节数。
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* 用户须在回调中重新调用本函数重新开启接收。
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*/
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HAL_StatusTypeDef rs485_receive_start(rs485_handle_t *p_handle,
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uint8_t *p_buf,
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uint16_t buf_size)
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{
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p_handle->rx_size = 0;
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return HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(p_handle->huart, p_buf, buf_size);
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}
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/*
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* 函数功能：缓存最近一次接收的字节数
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* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
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* size - 本次接收到的字节数 uint16_t
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* 返回值：无
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* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 中调用
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* 函数说明：将 HAL 回调中接收到的数据大小回写到句柄的 rx_size 字段
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*/
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void rs485_rx_set_size(rs485_handle_t *p_handle, uint16_t size)
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{
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p_handle->rx_size = size;
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}
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/*
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* 函数功能：获取最近一次接收的字节数
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* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 const rs485_handle_t*（非空）
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||
* 返回值：最近一次接收的字节数 uint16_t
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* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 触发后调用
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||
* 函数说明：获取 rx_size 字段中缓存的接收字节数
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||
*/
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uint16_t rs485_rx_get_size(const rs485_handle_t *p_handle)
|
||
{
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||
return p_handle->rx_size;
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||
}
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