Программная проблема синхронизации UART на основе прерывания PIC

ПОЛУЧЕНИЕ

Обычный подход к реализации программного асинхронного приемника состоит в том, чтобы иметь отметку таймера, которая непрерывно работает со скоростью, в 3 или 5 раз превышающей скорость передачи данных (примечание: нечетные числа лучше, чем четные). Следите за тем, чтобы вход был низким на двух последовательных тиках. Как только это будет замечено, начинайте сэмплировать ввод на каждом третьем тике, пока вы не сэмплируете его еще девять раз. Если ввод высокий в девятый раз, вы получили правильно оформленный символ. Если в девятый раз он низкий, у вас ошибка кадрирования.

* * * S - - 0 - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 - - 6 - - 7 - - S
-----______000000111111222222333333444444555555666666777777----
--______000000111111222222333333444444555555666666777777-------

Приведенная выше временная диаграмма показывает, как все должно работать. Верхняя строка показывает, что происходит на каждом такте таймера (каждое непустое значение — это такт таймера; * — это тик, ожидающий стартового бита, S — проверка, чтобы убедиться, что линия все еще находится на низком уровне после получения того, что выглядело как стартовый бит.Числа 0-7 представляют собой выборку битов 0-7, а S - стоповый бит.Нижние две строки показывают входящие данные в тех случаях, когда едва удается уловить начало стартового бита (на третьей звездочка), или когда он едва перехватил его на одном прерывании (таким образом, к моменту обнаружения стартового бита линия находилась в состоянии низкого уровня в течение трети бита времени). Обратите внимание, что даже при таком уровне неопределенности источник гарантированно для отправки бита 0 при его выборке, а также для остальных битов.

Один программный подход состоит в том, чтобы сэмплировать линию на указанных прерываниях и игнорировать ее на тех, которые отмечены тире. Альтернативой является слепая выборка строки при каждом прерывании в 32-битный регистр сдвига, используя что-то вроде:

  rrf   headtail,w
  bcf   _tail,3
  btfsc _INPUTPORT,_INPUTBIT
   bsf  _STATUS,_tail,3
  rrf   buff2,w
  movff buff1,buff2
  movff buff0,buff1
  movwf buff0
  rrf   headtail,f

Последние четыре бита, полученные от порта, будут битами заголовка 3..0. 24 бита перед ними будут в buff0..buff2, где каждый будет содержать каждый третий бит. Биты перед этим будут в битах заголовка 7..4. Если это сделать, можно проверить, содержит ли заголовок битовый шаблон 00xxxx1x. Если это так, скопируйте buff1 туда, куда вы хотите входящие данные, скопируйте buff1 в то место, где вы хотите получить данные, ИЛИ headtail с 11000011 и full buff0..buff2 с FF. В противном случае ничего не делайте. Этот подход может быть немного медленнее, чем выборочная загрузка или игнорирование входных данных, но может лучше восстанавливаться после ошибок кадрирования.

ПЕРЕДАЧА ИНФЕКЦИИ

Передача проще, чем прием. Устройте так, чтобы фрагмент кода запускался один раз в бит (если ваш тик в 3 раза превышает скорость передачи данных, запускайте код каждый третий тик). Самый простой способ настроить код — использовать пару байтов для хранения данных, которые должны быть отправлены через порт, включая стартовые и стоповые биты. Есть множество подходов, которые можно использовать. Довольно универсальным будет:

  ; At start of interrupt
  btfss  TransmitBuffL,0
   bcf   OUTPUT
  btfsc  TransmitBuffL,0
   bsf   OUTPUT

  ; Later, after having handled reception:
  btfss  TransmitBitsLeft,7 ; Assume this counts down to -1 (i.e. 255)
   decfsz TransmitTicks,f
   goto  noTransmit ; Transmit if no bits left, or no ticks
  movlw  3
  movwf  TransmitTicks ; Handle bit transmission every third interrupt
  decf   TransmitBitsLeft,f
  rrf    TransmitBuffH,f
  rrf    TransmitBuffL,f
NoTransmit:

Можно подготовить байт для передачи, когда установлен бит 7 TransmitTicks. В этом случае поместите битовую последовательность, которую необходимо установить, в TransmitBuffH и TransmitBuffL, установите TransmitTicks на длину первого бита (обычно 3), а TransmitBitsLeft на общую длину слова, включая начальный и стоповый биты. Что-то вроде:

TxByte: ; Sends byte in W.  Assumes TransmitBitsLeft has high bit set
  movwf   TransmitBuffL,f
  movlw   3
  movwf   TransmitTicks
  movwf   TransmitBuffH,f  ; LSB (stop bit) is set.  Upper bits don't matter.
  movlw   9 ; Total frame length (incl. start and stop) minus one
  movwf   TransmitBitsLeft
  bcf     _STATUS,_CARRY ; Start bit should be low
  rlf     TransmitBuffL,f ; Stick start bit in front of what we're sending
  rlf     TransmitBuffH,f

Этот подход может отправлять обычные кадры данных, используя указанный стиль. Если нужно больше стоповых битов, можно убедиться, что в TransmitBuffH установлено достаточное количество битов, и соответствующим образом увеличить TransmitBitsLeft. Если кто-то хочет отправить BREAK, можно установить TransmitBuffL на 2 и TransmitBitsLeft на 1, установить TransmitTicks на желаемую длину сигнала прерывания (в тиках). Чтобы линия простаивала в течение определенного периода времени, установите TransmitBuffL в 1, TransmitBitsLeft в 0 и установите TransmitTicks в желаемое время бездействия (в тиках).