华清远见嵌入式学习day26——串口、看门狗、异常处理、中断、混合编程、I2C

UART 串口
面试题:
串口的通信协议
基本概念：
通信方式：
串行：一位一位的发送或者接收数据
    发送或接收一位数据只需要一个时钟周期
并行：一次发送多位或接收多位数据
    一个时钟周期可以发送多位数据
串行：优点：节约硬件资源 缺点：速度慢
并行：优点：速度快 缺点：浪费硬件资源
传输方向：
        半双工：在同一时刻只能有一个传输方向
    双工：
        全双工：可以同时收发
    单工：传输方向只有一个
串口属于全双工
按照时钟源不同分为：
同步：时钟同步
异步：采用各自独立的时钟源
1.UART：通用的全双工异步串行总线
2.UART的硬件连接方式：
pxd和txd交叉连接 
gnd共地
总结：串口通信主要使用三根线分别为：rxd  txd  gnd
rxd 为接收数据引脚
txd 为发送数据引脚
rxd连接txd，txd连接rxd，采用交叉连接的方式 
rxd和txd上默认为高电平状态--空闲状态
3.串口的通信协议
校验位中的值为0还是1由，采用的校验方式和数据位中的1的个数来决定。
奇校验：data中1的个数+校验位 = 1的个数为奇数
0x55 ----校验位自动补1
0x51-----校验位自动补0
偶校验：data中1的个数+校验位 = 1的个数为偶数
0x55 ----校验位自动补0
0x51-----校验位自动补1
所以奇偶校验只能检测奇数个位数发生变化
可以使用CRC校验
起始位：发送数据的起始信号
数据位：先发低位再发高位
奇偶校验：
停止位：发送数据结束，校准时钟

串口时序图：

在一帧数据内部每一位数据的时间间隔都是一个周期
每一帧数据之间的时间间隔是任意的
SP3232是RS232和TTL电平转换芯片
TTL 高：3.3v 低：0V
RS232 电平：1：-3~-15v
0：+3~+15v

WDT：
watch dog timer
检测系统是否由于外部干扰或者噪音造成的系统死机
如果系统死机，开门狗可以产生一个复位信号，重启系统
系统每隔一段时间给看门狗定时器一个信号（喂狗信号）如果看门狗收到这个信号就认为系统正常，如果在规定的时间内没有收到信号 认为系统死机 看门狗就会产生一个复位信号，使系统重启
RTC：
Real Timer Clock
实时时钟

ADC：模数转换器，将模拟量转换成数字量---输入
DAC：数模转换器-----输出
模拟量如何使用数字量表示
模拟电压值 = data *1800mv/1024
ADC位数越高，误差越小

#####################
    按键中断
#####################
【1】异常的处理过程
    异常：不正事件，
    打断当前正在处理的程序，进入到异常处理模式，
    执行异常处理程序
    
【2】回顾，ARM的工作模式                  异常源(7种)
      |                |             |->fiq->fiq
      |                |             |->irq->irq 
工    |-->特权模式->|->异常模式->|->svc->reset/软中断(swi)
作 -->|                |             |->abort->data/prefetch
模      |                |             |->undef->undef
式      |                |
      |                |
      |                |-->非异常模式-->system
      |-->非特权模式-->user
      
reset的优先级最高，fiq比irq的优先级高

【2】异常处理保存现场(4大步3小步，CPU自动完成)
    一、保存cpsr到spsr_<mode>
    二、修改cpsr
        1> 切换到ARM状态
        2> 切换到对应的异常模式
        3> 禁止相应的中断位(根据需要)
    三、保存返回地址到lr_<mode>
    四、跳转到对应的异常向量表
    
    什么是异常向量表？
    arm处理器给异常向量表分配了32个字节的连续的空间，
    将32个字节平均分配成了8份，每份占4个字节的空间，
    通过指定异常向量表的入口地址，其他的异常源就可以
    根据入口地址找到自己对应的异常处理程序的入口。
    
    异常向量表中存放的是7种异常源，剩余的一份保留。
    7种异常源在异常向量表中的存放顺序固定，不可更改。
    
【3】异常处理恢复现场（需要手动完成）
    1> 恢复spsr_<mode>到cpsr
    2> 恢复lr_<mode>到PC

    ATPCS规范
    
    通过r0-r3传递参数， 返回值通过r0返回
    如果参数超过4个使用压栈传递，一般要求形参不要超过四个

【4】汇编调用C
    .s文件:
    
    bl  c函数名
    mov r0, #3
    mov r1, #4
    bl add 
    
    .c文件：
        c函数实现
        
        int add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

【5】c调用汇编
    .c文件：
        声明调用的汇编函数  extern int add(int a, int b);
        调用汇编函数
        sum = add(3,4);
    .s文件：
        .global 汇编函数名 
        .global add 
        汇编函数的实现
        add:
            add r0, r0, r1
            mov pc, lr
            
SGi:16+PPi:16+SPI:128 = 160
每个中断源对应一个中断号
每个寄存器只有32位，需要5个寄存器
GPIOB8属于86号，GICD_ISENABLER2【22】.   86/32 = 2 .....22

一i个寄存器平均分成了4个字段，每个字段有8位，每一位对应一个cpu，每8位管理一个中断号，所以一个寄存器只能管理4个中断号，所以需要40个寄存器
GICD_ITARGETR21 [23:16]   86/4 = 21....2
2*8 = 16

I2C：
mma8451 三轴加速度传感器
串行的半双工总线
两根总线：sda  scl
接两个上拉电阻：使总线在空闲状态下为高电平
多主多从系统

通信协议：
从设备内部的地址会自动加一
接受一个字节

发送一个字节

最后

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