$ sudo port install kermit

После завершения установки переключитесь на Eclipse и перейдите в Help → Eclipse Marketplace…. В текстовом поле Find введите «terminal». Через некоторое время должен появиться плагин TM Terminal, как показано на рисунке 7. Нажмите кнопку Install и следуйте инструкциям. По запросу перезапустите Eclipse.

Чтобы открыть панель терминала, вы можете просто нажать Ctrl+Alt+T или перейдите в меню Window → Show View → Other… и найдите представление Terminal. Появится приглашение командной строки. Прежде чем мы сможем подключиться к VCP Nucleo, мы должны определить соответствующее устройство по пути /dev. Обычно в UNIXподобных системах последовательные USB-устройства отображаются с именем устройства, аналогичным /dev/tty.usbmodem1a1213. Посмотрите на вашу папку /dev. Получив имя файла устройства, вы можете запустить инструмент kermit и выполнить команды, показанные ниже, в консоли kermit:

$ kermit

C-Kermit 9.0.302 OPEN SOURCE:, 20 Aug 2011, for Mac OS X 10.9 (64-bit) Copyright (C) 1985, 2011,

Trustees of Columbia University in the City of New York. Type ? or HELP for help.

(/Users/cnoviello/) C-Kermit>set line /dev/tty.usbmodem1a1213 (/Users/cnoviello/) C-Kermit>set speed 38400 /dev/tty.usbmodem1a1213, 38400 bps

(/Users/cnoviello/) C-Kermit>set carrier-watch off (/Users/cnoviello/) C-Kermit>c

Connecting to /dev/tty.usbmodem1a1213, speed 38400 Escape character: Ctrl-\ (ASCII 28, FS): enabled Type the escape character followed by C to get back,

or followed by ? to see other options.

----------------------------------------------------

Чтобы избежать повторного ввода вышеуказанных команд при каждом запуске kermit, вы можете создать файл с именем /.kermrc внутри своего домашнего каталога и поместить в него вышеуказанные команды. kermit загрузит эти команды автоматически, когда будет выполнен.

Теперь вы можете сбросить Nucleo. Консоль управления, которую мы запрограммировали с использованием библиотеки HAL_UART, должна появиться в окне консоли последовательного порта, как показано на рисунке 10.

8.4. UART-связь в режиме прерываний

Давайте снова рассмотрим первый пример данной главы. Что с ним не так? Поскольку наша микропрограмма задумана только выполнять эту простую задачу, нет ничего плохого в использовании UART в режиме опроса. Микроконтроллер, по существу, блокируется, ожидая пользовательского ввода (значение тайм-аута HAL_MAX_DELAY блокирует HAL_UART_Receive() до тех пор, пока один символ не будет отправлен по UART). Но что,

CubeHAL разработан так, чтобы автоматически делать эту работу за нас. Пользователь предупреждается о генерации прерываний благодаря серии функций обратного вызова, вызываемых HAL_UART_IRQHandler(), которые должны вызываться внутри ISR.

С технической точки зрения не так много различий между передачей по UART в режиме опроса и в режиме прерываний. Оба метода передают массив байтов, используя регистр данных UART (Data Register, DR) по следующему алгоритму:

•Для передачи данных поместите байт в регистр USART->DR и дождитесь, пока флаг

«Регистр передаваемых данных пуст» (Transmit Data Register Empty, TXE) не станет истинным.

•Для получения данных дождитесь, пока флаг «Принятые данные готовы к чтению» (Received Data Ready to be Read, RXNE), не примет значение истины, и затем сохраните содержимое регистра USART->DR в памяти приложения.

Разница между этими двумя методами заключается в том, что они ожидают завершения

передачи данных. В режиме опроса функции HAL_UART_Receive()/HAL_UART_Transmit() раз-

работаны так, что они ожидают установки соответствующего флага события для каждого байта, который мы хотим передать. В режиме прерываний функции HAL_UART_Receive_IT()/HAL_UART_Transmit_IT() разработаны таким образом, что они не ожидают завершения передачи данных, а выполняют только «грязную работу» в процедуре ISR, помещая новый байт в регистр DR или загружая его содержимое в память приложения, когда генерируется прерывание RXNEIE/TXEIE15.

Для передачи последовательности байтов в режиме прерываний HAL определяет функцию:

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart,

uint8_t *pData, uint16_t Size);

где:

•huart: это указатель на экземпляр структуры UART_HandleTypeDef, рассмотренной

нами ранее, который идентифицирует и конфигурирует периферийное устрой-

ство UART;

•pData: это указатель на массив, длина которого равна параметру Size и содержит

последовательность байтов, которые мы собираемся передать; функция не будет блокировать микроконтроллер, ожидая передачу данных, и передаст управление основному потоку, как только завершит конфигурацию UART.

И наоборот, для получения последовательности байтов по USART в режиме прерываний HAL предоставляет функцию:

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart,

uint8_t *pData, uint16_t Size);

15 По этой причине передача последовательности байтов в режиме прерываний не очень полезна, если скорость обмена данными слишком высока или когда нам приходится очень часто передавать большой объем данных. Поскольку передача каждого байта происходит быстро, ЦПУ будет перегружено прерываниями, генерируемыми UART для каждого передаваемого байта. Для непрерывной передачи больших последовательностей байтов на высокой скорости лучше всего использовать режим DMA, как мы увидим в следующей главе.

•huart: это указатель на экземпляр структуры UART_HandleTypeDef, рассмотренной

нами ранее, который идентифицирует и конфигурирует периферийное устрой-

ство UART;

•pData: это указатель на массив, длина которого по крайней мере равна параметру Size, содержащий последовательность байтов, которую мы собираемся получить.

Функция не будет блокировать микроконтроллер, ожидая прием данных, и передаст управление основному потоку, как только завершит конфигурацию UART.

Теперь мы можем приступить к перестроению первого примера.

Имя файла: src/main-ex2.c

37/* Разрешение прерываний от USART2 */

38HAL_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 0, 0);

39HAL_NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);

40

41printMessage:

42printWelcomeMessage();

44while (1) {

45opt = readUserInput();

46if(opt > 0) {

47processUserInput(opt);

48if(opt == 3)

49goto printMessage;

50}

51performCriticalTasks();

52}

53}

54

55int8_t readUserInput(void) {

56int8_t retVal = -1;

57

58if(UartReady == SET) {

59UartReady = RESET;

60HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t*)readBuf, 1);

61retVal = atoi(readBuf);

62}

63return retVal;

64}

65

66

67uint8_t processUserInput(int8_t opt) {

68char msg[30];

69

70if(!(opt >=1 && opt <= 3))

71return 0;

72

73sprintf(msg, "%d", opt);

74HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)msg, strlen(msg), HAL_MAX_DELAY);

блюдать особую осторожность. Поскольку функция возвращает управление вызывающей стороне, как только она заканчивает конфигурацию UART, последующий вызов той же функции завершится неудачно и вернет значение HAL_BUSY.

Предположим, что вы перестроили функцию printWelcomeMessage() из предыдущего примера следующим образом:

void printWelcomeMessage(void) {

HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)"\033[0;0H", strlen("\033[0;0H")); HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)"\033[2J", strlen("\033[2J")); HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)WELCOME_MSG, strlen(WELCOME_MSG)); HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)MAIN_MENU, strlen(MAIN_MENU)); HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)PROMPT, strlen(PROMPT));

}

Приведенный выше код никогда не будет работать корректно, так как каждый вызов функции HAL_UART_Transmit_IT() намного быстрее, чем передача по UART, и последующие вызовы завершатся неудачно.

Если скорость не является строгим требованием для вашего приложения, а использование HAL_UART_Transmit_IT() ограничено несколькими частями вашего приложения, приведенный выше код можно перестроить следующим образом:

void printWelcomeMessage(void) {

char *strings[] = {"\033[0;0H", "\033[2J", WELCOME_MSG, MAIN_MENU, PROMPT};

for (uint8_t i = 0; i < 5; i++) {

HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, (uint8_t*)strings[i], strlen(strings[i])); while (HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX ||

HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX_RX);

}

}

Здесь мы передаем каждую строку, используя HAL_UART_Transmit_IT(), но, прежде чем мы передадим следующую строку, мы ждем завершения передачи. Таким образом, это всего лишь вариант HAL_UART_Transmit(), так как у нас существует цикл активного ожидания при каждой передаче по UART.

Более элегантное и эффективное решение состоит в том, чтобы использовать временную область памяти, в которой хранятся последовательности байтов, и позволить ISR выполнять передачу. Очередь (queue) является лучшим вариантом для обработки событий с логикой FIFO (First In – First Out). Существует несколько способов реализовать очередь, используя как статическую, так и динамическую структуру данных. Если мы решим реализовать очередь с предопределенной областью памяти, кольцевой буфер (circular buffer) является структурой данных, подходящей для такого рода приложений.

Кольцевой буфер – это не что иное, как массив с фиксированным размером, в котором используются два указателя для отслеживания головы (head) и хвоста (tail) данных, нуждающихся в обработке. В кольцевом буфере первая и последняя позиции массива видны «прилегающими» (см. рисунок 12). По этой причине данная структура данных называется кольцевой. Кольцевые буферы также имеют важную особенность: если наше приложение имеет до двух одновременных потоков выполнения (в нашем случае, основной

поток, который помещает символы в буфер, и процедура ISR, которая отправляет эти символы по UART), они являются по сути потокобезопасными (thread safe), поскольку поток «потребителя» (в нашем случае ISR) будет обновлять только указатель хвоста, а «производитель» (основной поток) будет обновлять только указатель головы.

Рисунок 12: Кольцевой буфер, реализованный с использованием массива и двух указателей

Кольцевые буферы могут быть реализованы несколькими способами. Некоторые из них быстрее, другие более безопасны (то есть они добавляют накладные расходы, гарантирующие, что мы правильно обрабатываем содержимое буфера). Вы найдете простую и довольно быструю реализацию в примерах книги. Объяснение того, как он реализован в коде, выходит за рамки данной книги.

Используя кольцевой буфер, мы можем определить новую функцию передачи по UART следующим образом:

uint8_t UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t len) { if(HAL_UART_Transmit_IT(huart, pData, len) != HAL_OK) {

if(RingBuffer_Write(&txBuf, pData, len) != RING_BUFFER_OK) return 0;

}

return 1;

}

Функция выполняет всего лишь две операции: она пытается отправить буфер данных по UART в режиме прерываний; если происходит сбой функции HAL_UART_Transmit_IT() (что означает, что UART уже передает другое сообщение), то последовательность байтов помещается в кольцевой буфер.

Дело теперь за функцией HAL_UART_TxCpltCallback(), проверяющей наличие отложенных байт в кольцевом буфере: