STM32F4. DMX

[teplofizik]

DMX - протокол, часто применяемый в современной осветительной технике. Обзорно я про него писал, вроде, сейчас же можно его сделать и на STM32F4. Благо, ничего сложного в нём нет.

Пакет DMX состоит из одного байта стартового кода (всегда 0x00), и 512 байт данных. Скорость передачи 250 кбит/сек. Пакет начинается с Break (низкий уровень на линии) длиной порядка 88 мкс, после чего следует Mark after Break (высокий уровень) длиной порядка 8 мкс, а за ним уже 513 байт пакета. И так циклически.

Для того, чтобы менять направление передачи драйвера RS-485 (а он же полудуплексный, в отличие от RS-422), от контроллера требуется ещё одна нога кроме RX/TX. Высокий уровень на паре выводов ~RE/DE включает режим передачи, низкий - приёма. В простейшем случае приёмника или передатчика RS-485, можно обйтись всего одной ногой: RX или TX, в зависимости от направления, а ноги, управляющие направлением, подтянуть к питанию или земле резисторами. Однако же, сейчас появились драйверы с автоматическим контролем направления, в основном от Maxim, типа MAX13487 или иных. Но для простого DMX без поддержки протокола RDM такие сложности не нужны.

Вывод управления вешаем на любой GPIO, к сожалению STM32F4 не имеет аппаратного вывода управления направлением, зато имеет очень приятное для этого дела прерывание: передача полностью завершена, по которому можно вернуть драйвер в режим приёма. В древнем LPC23xx, например, такого прерывания нет и приходится ставить дополнительный таймер, чтоб отсчитать необходимую задержку после опустошения буера передачи (на это прерывание есть везде), что очень неудобно.

Программа в простейшем случае должна иметь функции отправки UART и организации задержки. Задержку можно сделать и программную - вычитатором, как я показывал ранее, но так впустую тратятся вычислительные ресурсы контроллера и другие задачи запустить загруднительно.
Алгоритм тупого передатчика выглядит так:

// Инициализация периферии
drivers_Init();
dmx_Init();

// Цикл
while(1)
{
	// Просчитать очередной кадр, обновив буфер DMX
	// ...

	// Сделать Break
	dmx_Break();

	// Сделать Mark After Break (перевести в обычный режим передачи - там высокий уровень, и подождать)
	dmx_MAB();

	// Отправить стартовый код (0x00)
	dmx_StartCode();

	// Отправить буфер (простая поочерёдная отправка всех 512 байт буфера)
	dmx_Send();
}

Но подобный путь не для меня. Лучше всего такой медленный процесс перенести целиком на прерывания.

Алгоритм будет тогда примерно такой (для любого контроллера будет верно)

// Mark After Break завершёны
void onMABEnd(void)
{
	// Начать передачу пакета вместе со стартовым кодом
	// Подготовить передачу буфера (через фифо, дма или что оно хочет)
	// UART сам разберётся внутри себя
	uart_SendBuffer(&DMX[0], 513);
}

// Break завершён
void onBreakEnd(void)
{
	// Начать MAB (перевести в обычный режим UART)
	dmx_MAB();

	// Подождать окончания
	timer_Start(8, &onMABEnd);
}

// Данные переданы
void onDataTransmitted(void)
{
	// Начать Break
	dmx_Break();
	// Запустить таймер, чтоб сообщил о его окончании
	timer_Start(88, &onBreakEnd);
}

// Инициализация
int main(void)
{
	// Периферия
	drivers_Init();

	// Инициализация буферов и линии управления направлением DMX
	dmx_Init();

	// Вообще-то это должно быть внутри модуля DMX, как и вышенаписанные функции,
	// но пока пусть будет тут
	uart_SetTxHandler(&onDataTransmitted);

	while(1)
	{
		// Если данные переданы только что (идёт Break/MAB)
		if(dmx_Transmitted())
		{
			// Обновить буфер DMXs
		}
	}
}

Вот и всё. Это на Си. На ассемблере всё то же самое, проекты выложу чуть позже, пока их нет =D
Про уарт напишу отдельно, а также про данную реализацию таймера.

UPD от 24.05.2013: проект с приёмом и передачей DMX по USART1 (PA9/PA10) есть, но сделан иначе, чем написано здесь. Без использования каких-либо таймеров, онли USART. Статью накатал.