PIC-Interrupt-basierte Soft-UART-Timing-Probleme

EMPFANG

Der normale Ansatz zur Implementierung eines asynchronen Softwareempfängers besteht darin, einen Timer-Tick zu haben, der kontinuierlich mit der 3-fachen oder 5-fachen Baudrate läuft (Hinweis: Ungerade Zahlen sind besser als gerade Zahlen). Achten Sie darauf, dass der Eingang bei zwei aufeinanderfolgenden Ticks niedrig ist. Sobald dies beobachtet wurde, beginnen Sie mit dem Sampling der Eingabe bei jedem dritten Tick, bis Sie sie neun weitere Male gesampelt haben. Wenn die Eingabe beim neunten Mal hoch ist, haben Sie ein richtig gerahmtes Zeichen erhalten. Wenn es beim neunten Mal niedrig ist, liegt ein Rahmenfehler vor.

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

Das obige Zeitdiagramm zeigt, wie die Dinge funktionieren sollten. Die oberste Zeile zeigt, was bei jedem Timer-Tick passiert (jedes Nicht-Leerzeichen ist ein Timer-Tick; das * ist ein Tick, das auf das Startbit wartet, ein S prüft, ob die Leitung immer noch niedrig ist, nachdem es empfangen hat, was wie ein aussah Startbit dar. Die Zahlen 0-7 stellen die Abtastung der Bits 0-7 dar und S ist das Stoppbit. Die unteren beiden Zeilen zeigen die eingehenden Daten in den Fällen, in denen man gerade noch den Anfang eines Startbits erwischt (auf der dritten Sternchen) oder wo man es bei einem Interrupt nur knapp verfehlt (also die Leitung für ein Drittel einer Bitzeit niedrig ist, wenn das Startbit bemerkt wird). Beachten Sie, dass selbst bei diesem Unsicherheitsgrad die Quelle garantiert ist Bit 0 zu senden, wenn es abgetastet wird, und ebenso für den Rest der Bits.

Ein Softwareansatz besteht darin, die Leitung an den angezeigten Unterbrechungen abzutasten und sie bei den mit Strichen markierten zu ignorieren. Eine Alternative besteht darin, die Zeile bei jedem Interrupt blind in ein 32-Bit-Schieberegister abzutasten, indem Sie Folgendes verwenden:

  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

Die letzten vier vom Port empfangenen Bits befinden sich in den Headtail-Bits 3..0. Die 24 Bits davor befinden sich in buff0..buff2, wobei jedes jedes dritte Bit enthält. Die Bits davor befinden sich in den Headtail-Bits 7..4. Wenn man das tut, kann man prüfen, ob Headtail das Bitmuster 00xxxx1x enthält. Wenn dies der Fall ist, kopieren Sie buff1 dorthin, wo Sie die eingehenden Daten haben möchten, kopieren Sie buff1 an die Stelle, an der Sie die Daten haben möchten, ODER headtail mit 11000011 und full buff0..buff2 mit FF. Sonst nichts tun. Dieser Ansatz ist möglicherweise etwas langsamer als das selektive Laden oder Ignorieren der Dateneingabe, kann sich jedoch besser von Framing-Fehlern erholen.

ÜBERTRAGUNG

Senden ist einfacher als Empfangen. Sorgen Sie dafür, dass ein Stück Code einmal pro Bitzeit ausgeführt wird (wenn Ihr Tick die 3-fache Baudrate hat, führen Sie den Code bei jedem dritten Tick aus). Der einfachste Weg, den Code einzurichten, besteht darin, ein paar Bytes zu verwenden, um die Daten zu speichern, die über den Port gesendet werden sollen, einschließlich Start- und Stoppbits. Es gibt eine Vielzahl von Ansätzen, die man verwenden kann. Ein ziemlich vielseitiger wäre:

  ; 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:

Man kann ein Byte für die Übertragung vorbereiten, wenn das TransmitTicks-Bit 7 gesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, platzieren Sie die zu setzende Bitfolge in TransmitBuffH und TransmitBuffL, setzen Sie TransmitTicks auf die Länge des ersten Bits (typischerweise 3) und TransmitBitsLeft auf die Gesamtlänge des Wortes einschließlich Start- und Stoppbits. Etwas wie:

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

Dieser Ansatz kann normale Datenrahmen unter Verwendung des angegebenen Stils aussenden. Wenn man mehr Stoppbits benötigt, kann man sicherstellen, dass TransmitBuffH genügend Bits gesetzt hat, und TransmitBitsLeft entsprechend erhöhen. Wenn man ein BREAK senden möchte, kann man TransmitBuffL auf 2 und TransmitBitsLeft auf 1 setzen, TransmitTicks auf die gewünschte Länge des Break-Signals (in Ticks) setzen. Um die Leitung für eine bestimmte Zeitspanne im Leerlauf zu halten, setzen Sie TransmitBuffL auf 1, TransmitBitsLeft auf 0 und TransmitTicks auf die gewünschte Leerlaufzeit (in Ticks).