add usart

V203/ch32v203/usart.cpp

@@ -0,0 +1,85 @@
+#include "system.h"
+#include "usart.h"
+static Usart * pInstance  = nullptr;
+static constexpr unsigned HCLK = SYSTEM_CORE_CLOCK;
+
+extern "C" void USART1_IRQHandler (void) __attribute__((interrupt));
+void USART1_IRQHandler (void) {
+  if (pInstance) pInstance->irq();
+};
+
+Usart::Usart(const uint32_t _baud) noexcept : BaseLayer (), tx_ring () {
+  pInstance = this;
+  // 1. Clock Enable
+  RCC.APB2PCENR.modify([](RCC_Type::APB2PCENR_DEF & r) -> auto {
+    r.B.USART1EN = SET;
+    r.B.IOPAEN   = SET;
+  //r.B.AFIOEN   = SET;
+    return r.R;
+  });
+  // 2. GPIO Alternate Config - default TX/PA9, RX/PA10
+  GPIOA.CFGHR.modify([](GPIOA_Type::CFGHR_DEF & r) -> auto {
+    r.B.MODE9  = 1u; 
+    r.B.CNF9   = 2u;  // or 3u for open drain
+    r.B.MODE10 = 0u;
+    r.B.CNF10  = 1u;  // floating input
+    return r.R;
+  });
+  RCC.APB2PRSTR.B.USART1RST = SET;
+  RCC.APB2PRSTR.B.USART1RST = RESET;
+  // 5. USART registry 8.bit bez parity
+  USART1.CTLR1.modify([] (USART1_Type::CTLR1_DEF & r) -> auto {
+    r.B.RE      = SET;
+    r.B.TE      = SET;
+    r.B.RXNEIE  = SET;
+    return r.R;
+  });
+  USART1.CTLR2.modify ([](USART1_Type::CTLR2_DEF & r) -> auto {
+    r.B.STOP = 0u;
+    return r.R;
+  });
+  const uint32_t tmp = HCLK / _baud;
+  USART1.BRR.R = tmp;
+  // NVIC
+  NVIC.EnableIRQ (USART1_IRQn);
+  USART1.CTLR1.B.UE = SET;        // nakonec povolit globálně
+}
+void Usart::irq () {
+  volatile USART1_Type::STATR_DEF status (USART1.STATR);   // načti status přerušení
+  char rdata, tdata;
+  
+  if (status.B.TXE) {                         // od vysílače
+    if (tx_ring.Read (tdata)) {               // pokud máme data
+      USART1.DATAR.B.DR = (uint8_t) tdata;    // zapíšeme do výstupu
+    } else {                                  // pokud ne
+      // Předpoklad je half-duplex i.e. RS485, jinak jen zakázat TXEIE
+      rdata = (USART1.DATAR.B.DR);            // dummy read
+      USART1.CTLR1.modify([](USART1_Type::CTLR1_DEF & r) -> auto {
+        r.B.RE    = SET;                      // povol prijem
+        r.B.TXEIE = RESET;                    // je nutné zakázat přerušení od vysílače
+        return r.R;
+      });
+    }
+  }
+  if (status.B.RXNE) {                        // od přijímače
+    rdata = (USART1.DATAR.B.DR);              // načteme data
+    Up (&rdata, 1u);                          // a pošleme dál
+  }
+}
+uint32_t Usart::Down(const char * data, const uint32_t len) {
+  unsigned n = 0u;
+  for (n=0u; n<len; n++) {
+    if (!tx_ring.Write(data[n])) break;
+  }
+  USART1.CTLR1.modify([](USART1_Type::CTLR1_DEF & r) -> auto {
+    r.B.RE    = RESET;
+    r.B.TXEIE = SET;    // po povolení přerušení okamžitě přeruší
+    return r.R;
+  });
+  return n;
+}
+void Usart::SetRS485  (const bool polarity) const {
+}
+void Usart::SetHalfDuplex  (const bool on) const {
+}
+

V203/common/print.cpp

@@ -0,0 +1,85 @@
+#include "print.h"
+
+#define sleep()
+
+static const char *   hexStr   = "0123456789ABCDEF";
+static const uint16_t numLen[] = {1, 32, 1, 11, 8, 0};
+
+Print::Print (PrintBases b) : BaseLayer () {
+  base = b;
+}
+// Výstup blokujeme podle toho, co se vrací ze spodní vrstvy
+uint32_t Print::BlockDown (const char * buf, uint32_t len) {
+  uint32_t n, ofs = 0, req = len;
+  for (;;) {
+    // spodní vrstva může vrátit i nulu, pokud je FIFO plné
+    n = BaseLayer::Down (buf + ofs, req);
+    ofs += n;   // Posuneme ukazatel
+    req -= n;   // Zmenšíme další požadavek
+    if (!req) break;
+    sleep();    // A klidně můžeme spát
+  }
+  return ofs;
+}
+
+Print& Print::operator<< (const char * str) {
+  uint32_t i = 0;
+  while (str[i++]);             // strlen
+  BlockDown (str, --i);
+  return *this;
+}
+
+Print& Print::operator<< (const int num) {
+  uint32_t i = BUFLEN;
+  
+  if (base == DEC) {
+    unsigned int  u;
+    if (num < 0) u = -num;
+    else         u =  num;
+    do {
+      // Knihovní div() je nevhodné - dělí 2x.
+      // Přímočaré a funkční řešení 
+      uint32_t rem;
+      rem = u % (unsigned) DEC;        // 1.dělení
+      u   = u / (unsigned) DEC;        // 2.dělení
+      buf [--i] = hexStr [rem];
+    } while (u);
+    if (num < 0) buf [--i] = '-';
+  } else {
+    uint32_t m = (1U << (uint32_t) base) - 1U;
+    uint32_t l = (uint32_t) numLen [(int) base];
+    uint32_t u = (uint32_t) num;
+    for (unsigned n=0; n<l; n++) {
+      buf [--i] = hexStr [u & m];
+      u >>= (unsigned) base;
+    }
+    if (base == BIN) buf [--i] = 'b';
+    if (base == HEX) buf [--i] = 'x';
+    buf [--i] = '0';
+  }
+  BlockDown (buf+i, BUFLEN-i);
+  return *this;
+}
+
+Print& Print::operator<< (const PrintBases num) {
+  base = num;
+  return *this;
+}
+void Print::out (const void * p, uint32_t l) {
+  const unsigned char* q = (const unsigned char*) p;
+  unsigned char uc;
+  uint32_t      k, n = 0;
+  for (uint32_t i=0; i<l; i++) {
+    uc = q[i];
+    buf[n++] = '<';
+    k = uc >> 4;
+    buf[n++] = hexStr [k];
+    k = uc  & 0x0f;
+    buf[n++] = hexStr [k];
+    buf[n++] = '>';
+  }
+  buf[n++] = '\r';
+  buf[n++] = '\n';
+  BlockDown (buf, n);
+}
+

V203/common/print.h

@@ -0,0 +1,73 @@
+#ifndef PRINT_H
+#define PRINT_H
+
+#include "baselayer.h"
+
+#define EOL "\r\n"
+#define BUFLEN 64
+
+/**
+ * @file
+ * @brief Něco jako ostream.
+ * 
+ */
+
+/// Základy pro zobrazení čísla.
+enum PrintBases {
+  BIN=1, OCT=3, DEC=10, HEX=4
+};
+
+/**
+ * @class Print
+ * @brief Třída pro výpisy do Down().
+ * 
+ * 
+ * V main pak přibude jen definice instance této třídy
+ * @code
+    static  Print             print;
+ * @endcode
+ * a ukázka, jak se s tím pracuje:
+ * @snippet main.cpp Main print example
+ * Nic na tom není - operátor << má přetížení pro string, číslo a volbu formátu čísla (enum PrintBases).
+ * Výstup je pak do bufferu a aby nám to "neutíkalo", tedy aby se vypsalo vše,
+ * zavedeme blokování, vycházející z toho, že spodní třída vrátí jen počet bytů,
+ * které skutečně odeslala. Při čekání spí, takže nepoužívat v přerušení.
+ * @snippet src/print.cpp Block example
+ * Toto blokování pak není použito ve vrchních třídách stacku,
+ * blokovaná metoda je BlockDown(). Pokud bychom použili přímo Down(), blokování by pak
+ * používaly všechny vrstvy nad tím. A protože mohou Down() používat v přerušení, byl by problém.
+ *
+ * Metody pro výpisy jsou sice dost zjednodušené, ale zase to nezabere
+ * moc místa - pro ladění se to použít dá. Délka vypisovaného stringu není omezena
+ * délkou použitého buferu.
+ * 
+ */
+
+class Print : public BaseLayer {
+  public:
+    /// Konstruktor @param b Default decimální výpisy.
+    Print     (PrintBases b = DEC);
+    /// Blokování výstupu
+    /// @param buf Ukazatel na data
+    /// @param len Délka přenášených dat
+    /// @return Počet přenesených bytů (rovno len)
+    uint32_t  BlockDown   (const char * buf, uint32_t len);
+    /// Výstup řetězce bytů
+    /// @param str Ukazatel na řetězec
+    /// @return Odkaz na tuto třídu kvůli řetězení.
+    Print &    operator << (const char * str);
+    /// Výstup celého čísla podle base
+    /// @param num Číslo
+    /// @return Odkaz na tuto třídu kvůli řetězení.
+    Print &    operator << (const int   num);
+    /// Změna základu pro výstup čísla
+    /// @param num enum PrintBases
+    /// @return Odkaz na tuto třídu kvůli řetězení.
+    Print &    operator << (const PrintBases num);
+    void out (const void* p, uint32_t l);
+  private:
+    PrintBases base;    //!< Základ pro výstup čísla.
+    char  buf[BUFLEN];  //!< Buffer pro výstup čísla.
+};
+
+#endif // PRINT_H

V203/common/usart.h

@@ -0,0 +1,21 @@
+#ifndef USART_H
+#define USART_H
+#include "fifo.h"
+#include "baselayer.h"
+/** @class Usart
+ * @brief Sériový port.
+ * 
+ * Zde RS485, jen výstup.
+ */
+class Usart : public BaseLayer {
+  FIFO<char, 64> tx_ring;
+  public:
+    explicit Usart (const uint32_t baud = 9600) noexcept;
+    uint32_t Down  (const char * data, const uint32_t len) override;
+    void SetRS485  (const bool polarity) const;
+    
+    void irq            (void);
+    void SetHalfDuplex  (const bool on) const;
+};
+
+#endif // USART_H

V203/usart/Makefile

@@ -0,0 +1,53 @@
+TARGET?= ch32v203
+
+#TOOL  ?= gcc
+TOOL  ?= clang
+
+PRJ    = example
+
+VPATH  = . ./common ./$(TARGET)
+BLD    = ./build/
+DFLAGS = -d
+LFLAGS = -g
+LDLIBS =
+BFLAGS = --strip-unneeded
+
+CFLAGS = -MMD -Wall -Wno-parentheses -ggdb -fno-exceptions -ffunction-sections -fdata-sections
+CFLAGS+= -I. -I./$(TARGET) -I./common
+DEL    = rm -f
+
+# zdrojaky
+OBJS   = main.o usart.o print.o adcdma.o
+#OBJS  +=
+
+include $(TARGET)/$(TOOL).mk
+BOBJS = $(addprefix $(BLD),$(OBJS))
+
+all: $(BLD) $(PRJ).elf
+# ... atd.
+-include $(BLD)*.d
+# linker
+$(PRJ).elf: $(BOBJS)
+	-@echo [LD $(TOOL),$(TARGET)] $@
+	@$(LD) $(LFLAGS) -o $(PRJ).elf $(BOBJS) $(LDLIBS)
+	-@echo "size:"
+	@$(SIZE) $(PRJ).elf
+	-@echo "listing:"
+	$(DUMP) $(DFLAGS) $(PRJ).elf > $(PRJ).lst
+	-@echo "OK."
+	$(COPY) $(BFLAGS) -O binary $(PRJ).elf $(PRJ).bin
+# preloz co je potreba
+$(BLD)%.o: %.c
+	-@echo [CC $(TOOL),$(TARGET)] $@
+	@$(CC) -std=gnu99 -c $(CFLAGS) $< -o $@
+$(BLD)%.o: %.cpp
+	-@echo [CX $(TOOL),$(TARGET)] $@
+	@$(CXX) -std=c++17 -fno-rtti -c $(CFLAGS) $< -o $@
+$(BLD):
+	mkdir $(BLD)
+flash: $(PRJ).elf
+	minichlink -w $(PRJ).bin flash -b
+# vycisti
+clean:
+	$(DEL) $(BLD)* *.lst *.bin *.elf *.map *~
+.PHONY: all clean flash run

V203/usart/adcdma.cpp

@@ -0,0 +1,114 @@
+#include "system.h"
+#include "oneway.h"
+#include "adcdma.h"
+
+static AdcDma * pInstance = nullptr;
+
+extern "C" void DMA1_Channel1_IRQHandler( void ) __attribute__((interrupt));
+void DMA1_Channel1_IRQHandler( void ) {
+  DMA1_Type::INTFR_DEF state (DMA1.INTFR);
+  DMA1.INTFCR.R = state.R;  // clear all
+  if (!pInstance) return;
+  if      (state.B.HTIF1 != RESET) pInstance->send (false);
+  else if (state.B.TCIF1 != RESET) pInstance->send (true);
+}
+
+static inline void EnableClock (void) noexcept {
+  // Enable DMA
+  RCC.AHBPCENR.modify([](RCC_Type::AHBPCENR_DEF & r) -> auto {
+    r.B.SRAMEN = SET;
+    r.B.DMA1EN = SET;
+    return r.R;
+  });
+  // Enable ADC + GPIOA
+  RCC.APB2PCENR.modify([](RCC_Type::APB2PCENR_DEF & r) -> auto {
+    r.B.ADC1EN = SET;
+    r.B.IOPAEN = SET;
+    return r.R;
+  });
+  RCC.APB1PCENR.B.TIM3EN = SET; // Enable TIM3
+  RCC.CFGR0.B.ADCPRE     = 3u;  // 11: PCLK2 divided by 8 // max 14 MHz (18) ?
+  //  PIN PA2 / A2
+  GPIOA.CFGLR.modify([](GPIOA_Type::CFGLR_DEF & r) -> auto {
+    r.B.MODE2 = 0u;
+    r.B.CNF2  = 0u;
+    return r.R;
+  });
+}
+static inline void TimerInit (uint32_t us) noexcept {
+  TIM3.PSC.R    = 143u;          // 1 MHz Fs
+  TIM3.ATRLR.R  = us - 1u;
+  // TRGO update for ADC
+  TIM3.CTLR2.B.MMS = 2u;
+}
+static inline void AdcCalibrate (void) noexcept {
+  // RESET
+  RCC.APB2PRSTR.B.ADC1RST = SET;
+  RCC.APB2PRSTR.B.ADC1RST = RESET;
+  // set channels
+  
+  ADC1.RSQR3__CHANNEL.B.SQ1__CHSEL    = 2u;    // CH2
+  ADC1.SAMPTR2_CHARGE2.B.SMP2_TKCG2   = 7u;
+  /*
+  ADC1.RSQR3__CHANNEL.B.SQ1__CHSEL    = 16u;   // teplota
+  ADC1.SAMPTR1_CHARGE1.B.SMP16_TKCG16 = 7u;
+  */
+  ADC1.RSQR1.B.L       = 0u;    // 1 regular conversion
+  ADC1.CTLR1.B.SCAN    = SET;
+  
+  ADC1.CTLR2.B.ADON    = SET;
+//ADC1.CTLR2.B.TSVREFE = SET;
+  ADC1.CTLR2.B.RSTCAL  = SET;            // Launch the calibration by setting RSTCAL
+  while (ADC1.CTLR2.B.RSTCAL != RESET);  // Wait until RSTCAL=0
+  ADC1.CTLR2.B.CAL    = SET;             // Launch the calibration by setting CAL
+  while (ADC1.CTLR2.B.CAL    != RESET);  // Wait until CAL=0  
+}
+typedef __SIZE_TYPE__ size_t;
+static inline void Dma1Ch1Init (void * ptr) noexcept {
+  // Configure the peripheral data register address
+  DMA1.PADDR1.R = reinterpret_cast<size_t> (& ADC1.RDATAR_DR_ACT_DCG);
+  // Configure the memory address
+  DMA1.MADDR1.R = reinterpret_cast<size_t> (ptr);
+  // Configure the number of DMA tranfer to be performs on DMA channel 1
+  DMA1.CNTR1 .R = FULL_LEN;
+  // Configure increment, size, interrupts and circular mode
+  DMA1.CFGR1.modify([] (DMA1_Type::CFGR1_DEF & r) -> auto {
+    r.B.PL      = 3u;       // highest priority
+    r.B.MEM2MEM = RESET;    // periferal -> memory
+    r.B.MINC    = SET;      // memory increment
+    r.B.MSIZE   = 1u;       // 16-bit
+    r.B.PSIZE   = 1u;       // 16-bit
+    r.B.HTIE    = SET;      // INT Enable HALF
+    r.B.TCIE    = SET;      // INT Enable FULL
+    r.B.CIRC    = SET;      // Circular MODE
+    // Enable DMA Channel 1
+    r.B.EN    = SET;
+    return r.R;
+  });  
+}
+static inline void AdcPostInit (void) noexcept {
+  ADC1.CTLR2.modify([](ADC1_Type::CTLR2_DEF & r) -> auto {
+    r.B.DMA     = SET;
+    r.B.EXTTRIG = SET;
+    r.B.EXTSEL  = 4u;       // TRGO event of timer 3
+    r.B.SWSTART = SET;
+    return r.R;
+  });
+}
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+AdcDma::AdcDma() noexcept : pL (buffer), pH (buffer + HALF_LEN), dst (nullptr) {
+  pInstance = this;
+  EnableClock ();
+  TimerInit   (1000u);
+  NVIC.EnableIRQ (DMA1_Channel1_IRQn);
+  AdcCalibrate();
+  Dma1Ch1Init (buffer);
+  AdcPostInit ();
+  // start timer
+  TIM3.CTLR1.B.CEN = SET;
+}
+inline void AdcDma::send(const bool b) {
+  if (!dst) return;
+  if (b) dst->Send (pH, HALF_LEN);
+  else   dst->Send (pL, HALF_LEN);
+}

V203/usart/adcdma.h

@@ -0,0 +1,21 @@
+#ifndef ADCDMA_H
+#define ADCDMA_H
+#include <stdint.h>
+
+class OneWay;
+static constexpr unsigned HALF_LEN = 120u;
+static constexpr unsigned FULL_LEN = HALF_LEN * 2u;
+
+class AdcDma {
+  uint16_t * pL;
+  uint16_t * pH;
+  uint16_t buffer [FULL_LEN];
+  OneWay   * dst;
+  public:
+    explicit AdcDma () noexcept;
+    void attach (OneWay & d) { dst = & d; }
+    void send (const bool b);
+    
+};
+
+#endif // ADCDMA_H

V203/usart/ch32v203

@@ -0,0 +1 @@
+../ch32v203/

V203/usart/common

@@ -0,0 +1 @@
+../common/

V203/usart/main.cpp

@@ -0,0 +1,48 @@
+#include "usart.h"
+#include "print.h"
+#include "adcdma.h"
+#include "oneway.h"
+#include "fifo.h"
+////////////////////////////////////////////////////////
+/* Voltmetr měří na pinu PA2 napětí a vypisuje v mV.
+ * Frekvence vzorkování je 1kHz, průměruje se to a
+ * zobrazuje jednou za 120 ms (9600 Bd).   */
+////////////////////////////////////////////////////////
+class Meassure : public OneWay {
+  FIFO<unsigned, 8u> fifo;
+  unsigned           avg;
+  public:
+    explicit Meassure () noexcept : OneWay(), fifo(), avg(0u) {}
+    unsigned int Send (uint16_t * const ptr, const unsigned int len) override;
+    void out ();
+};
+////////////////////////////////////////////////////////
+static Usart    serial (9600u);
+static Print    cout   (DEC);
+static AdcDma   adc;
+static Meassure meas;
+////////////////////////////////////////////////////////
+int main () {
+  cout += serial;
+  adc.attach (meas);
+  for (;;) {
+    meas.out();
+  }
+  return 0;
+}
+////////////////////////////////////////////////////////
+static constexpr unsigned BK = 3316u << 4;  // Mělo by to být přesně 3300.
+unsigned int Meassure::Send(uint16_t * const ptr, const unsigned int len) {
+  for (unsigned n=0; n<len; n++) {
+    const unsigned mv = (BK * ptr [n]) >> 16;
+    avg = (avg * 15 + mv) >> 4; // klouzavý průměr s postupným zapomínáním
+  }
+  fifo.Write (avg);
+  return 0;
+}
+void Meassure::out() {
+  unsigned t;
+  if (fifo.Read (t)) {
+    cout << t << " mV\r\n";
+  }
+}