DSP28335 SCI 串口回显功能案例解析

#include "DSP2833x_Device.h"
#include "DSP2833x_Examples.h"// Function prototypes (函数声明，统一英文命名风格)
void scia_echoback_init(void);
void scia_fifo_init(void);
void scia_xmit(int a);
void scia_send_str(char *str);  //  renamed from "scia_msg" for clarity// Global count variables (全局计数变量)
Uint16 LoopCount;   // Counts total echoed characters (统计总回显字符数)
Uint16 ErrorCount;  // Reserved for error monitoring (预留用于错误统计)void main(void)
{Uint16 ReceivedChar;  // Stores single received character (存储单个接收字符)char *init_prompt1;   // Initial welcome prompt (初始欢迎提示)char *init_prompt2;   // Function explanation prompt (功能说明提示)char *input_prompt;   // Loop input prompt (循环输入提示)// Step 1: Initialize system control (PLL, watchdog, peripheral clocks)// 步骤1：初始化系统控制（锁相环、看门狗、外设时钟）InitSysCtrl();// Step 2: Initialize SCI-A GPIO pins (TX: GPIO28, RX: GPIO29)// 步骤2：初始化SCI-A引脚（发送脚GPIO28，接收脚GPIO29）InitSciaGpio();// Step 3: Initialize interrupts (disable all to avoid interference)// 步骤3：初始化中断（关闭所有中断，避免干扰）DINT;                      // Disable global CPU interrupts (禁用全局CPU中断)InitPieCtrl();             // Reset PIE control registers to default (复位PIE控制寄存器)IER = 0x0000;              // Disable all CPU interrupts (禁用所有CPU中断)IFR = 0x0000;              // Clear all CPU interrupt flags (清空所有CPU中断标志)InitPieVectTable();        // Initialize PIE vector table (初始化PIE向量表)// Step 4: Initialize user variables (初始化用户变量)LoopCount = 0;ErrorCount = 0;// Step 5: Initialize SCI FIFO and core parameters// 步骤5：初始化SCI FIFO和核心参数scia_fifo_init();scia_echoback_init();// Step 6: Send initial welcome prompts (发送初始欢迎提示)init_prompt1 = "\r\n\n\nHello! SCI Echo Test (DSP28335)\0";  // 欢迎语+功能标识init_prompt2 = "\r\nSend any characters/strings - DSP will echo them back.\0";  // 功能说明input_prompt = "\r\nEnter input: \0";  // 循环输入提示scia_send_str(init_prompt1);scia_send_str(init_prompt2);scia_send_str(input_prompt);// Infinite loop: Continuous receive and echoUint16 recv_count = 0;  // 统计本次接收的总字符数// 无限循环：持续接收并回显for(;;){Uint16 has_enter = 0;  // 标记是否收到回车符// 1. 读取FIFO中所有字符，同时检查是否有回车// 读取FIFO所有字符，同时计数while(SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFST > 0){ReceivedChar = SciaRegs.SCIRXBUF.all;scia_xmit(ReceivedChar);if(ReceivedChar == 0x0D) has_enter = 1;recv_count++;  // 每读1个字符，计数+1LoopCount++;}// 2. 仅当收到回车时，才发送下一次输入提示if(has_enter == 1){scia_send_str("\r\nEnter input: ");  // 换行后提示，格式更清晰}// 3. 等待下一批数据（避免空循环占用CPU）while(SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFST == 0) { }}
}// SCI Core Initialization (9600 baud, 8-bit data, no parity, 1 stop bit)
// SCI核心初始化（9600波特率，8位数据位，无校验，1位停止位）
void scia_echoback_init()
{// SCI Communication Control Register (SCI通信控制寄存器)SciaRegs.SCICCR.all = 0x0007;    // 8-bit data, 1 stop bit, no parity, async mode// 8位数据，1位停止位，无校验，异步模式// SCI Control Register 1 (SCI控制寄存器1)SciaRegs.SCICTL1.all = 0x0003;   // Enable TX/RX, internal clock; disable RX error/sleep// 使能发送/接收，内部时钟；禁用接收错误检测/睡眠模式// SCI Control Register 2 (SCI控制寄存器2)SciaRegs.SCICTL2.all = 0x0003;   // Enable TX/RX interrupts (reserved for future use)// 使能发送/接收中断（预留后续扩展使用）SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA = 1;  // Enable TX interrupt (使能发送中断)SciaRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA = 1;// Enable RX interrupt (使能接收中断)// Baud Rate Configuration (based on CPU frequency)// 波特率配置（根据CPU频率选择）#if (CPU_FRQ_150MHZ)SciaRegs.SCIHBAUD = 0x0001;  // 9600 baud @ LSPCLK = 37.5MHz (150MHz CPU)SciaRegs.SCILBAUD = 0x00E7;#endif#if (CPU_FRQ_100MHZ)SciaRegs.SCIHBAUD = 0x0001;  // 9600 baud @ LSPCLK = 25.0MHz (100MHz CPU)SciaRegs.SCILBAUD = 0x0044;#endifSciaRegs.SCICTL1.all = 0x0023;   // Release SCI from reset (启动SCI，解除复位)
}// Transmit single character via SCI (通过SCI发送单个字符)
void scia_xmit(int a)
{// Wait until transmit FIFO is empty (避免发送溢出，等待发送FIFO为空)while (SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0) {}SciaRegs.SCITXBUF = a;  // Write character to transmit buffer (写入发送缓冲区)
}// Transmit string via SCI (循环调用单字符发送函数，实现字符串发送)
void scia_send_str(char *str)
{int i = 0;// Send each character until null terminator ('\0') is reached// 循环发送字符，直到遇到字符串结束符('\0')while(str[i] != '\0'){scia_xmit(str[i]);i++;}
}// SCI FIFO Initialization (SCI FIFO初始化)
void scia_fifo_init()
{SciaRegs.SCIFFTX.all = 0xE040;  // Enable TX FIFO, clear TX FIFO (使能发送FIFO，清空缓冲区)SciaRegs.SCIFFRX.all = 0x2001;  // Enable RX FIFO, threshold = 1 (使能接收FIFO，阈值=1)SciaRegs.SCIFFCT.all = 0x0;     // Disable FIFO timeout (禁用FIFO超时功能)
}

一、代码整体层次结构

DSP28335 SCI 串口回显代码遵循 “系统基础→外设配置→驱动封装→应用逻辑” 的嵌入式开发层次逻辑，各层职责明确、依赖关系清晰，具体分层如下：

层次	核心职责	关键代码 / 函数
应用逻辑层	实现串口回显业务（发送欢迎提示、等待接收、回显数据、统计计数）	main() 函数中的无限循环、交互逻辑
驱动封装层	封装 SCI 硬件操作，提供简洁的软件接口（单字符发送、字符串发送）	scia_xmit()、scia_send_str()
外设配置层	配置 SCI 核心参数（通信协议、波特率）和 FIFO（缓冲区阈值、使能）	scia_echoback_init()、scia_fifo_init()
系统基础层	初始化系统运行环境（时钟、GPIO 引脚、中断屏蔽），为 SCI 提供硬件前提	InitSysCtrl()、InitSciaGpio()、中断初始化函数
硬件抽象层	直接操作 SCI 寄存器，连接软件与硬件（如 FIFO 状态位、数据缓冲区）	SciaRegs 结构体（SCIFFTX、SCIFFRX、SCITXBUF等）

二、SCI 初始化完整流程

初始化是 SCI 正常工作的前提，需按 “系统→GPIO→中断→SCI 参数→FIFO” 的顺序执行，避免因硬件依赖导致配置失效，具体步骤如下：

1. 系统控制初始化（InitSysCtrl()）

1. 核心作用：配置 DSP 主频（如 150MHz/100MHz）、使能 SCI 外设时钟、禁用看门狗。
2. 关键细节：SCI 模块默认处于 “时钟关闭” 状态，InitSysCtrl() 会开启 SCI 的外设时钟（LSPCLK，如 150MHz 主频下 LSPCLK=37.5MHz），否则后续 SCI 寄存器操作全部无效。

2. GPIO 引脚初始化（InitSciaGpio()）

1. 核心作用：将指定 GPIO 配置为 SCI 功能，建立物理通信通路。
2. 具体配置：DSP28335 的 SCI-A 默认对应引脚为：
   1. TX 引脚：GPIO28（SCITXDA），配置为 “外设功能模式”，禁用通用 IO 输出；
   2. RX 引脚：GPIO29（SCIRXDA），配置为 “外设功能模式”，禁用通用 IO 输入。
3. 为什么必须配置：若 GPIO 保持默认的 “通用 IO 模式”，SCI 发送的电信号无法通过 TX 引脚输出，接收的信号也无法通过 RX 引脚传入硬件缓冲区。

3. 中断初始化（屏蔽无关中断）

1. 核心作用：避免未使用的中断干扰 SCI 通信（如 ADC、SPI 中断）。
2. 关键操作：
   1. DINT：禁用全局 CPU 中断，防止初始化过程中被中断打断；
   2. InitPieCtrl()：复位 PIE（外设中断扩展模块）控制寄存器，禁用所有 PIE 中断；
   3. IER=0x0000、IFR=0x0000：清空 CPU 中断使能和标志寄存器；
   4. InitPieVectTable()：初始化 PIE 向量表，将未使用的中断映射到默认空函数。

4. SCI 核心参数配置（scia_echoback_init()）

1. 核心作用：设定 SCI 的通信协议，确保与接收设备（如电脑串口助手）一致，是串口通信的 “规则约定”。
2. 关键配置项（寄存器级）：

寄存器	配置值	功能说明
SCICCR.all	0x0007	8 位数据位、1 位停止位、无校验、异步模式（标准串口配置，匹配电脑默认设置）
SCICTL1.all	0x0003	使能 TX（发送）和 RX（接收）功能，禁用睡眠模式和接收错误中断（简化调试）
SCICTL2.all	0x0003	使能 TX 和 RX 中断（预留扩展，当前代码未使用中断，仅为后续功能准备）
SCIHBAUD+SCILBAUD	分主频配置	9600 波特率：150MHz 主频下为0x0001+0x00E7，100MHz 主频下为0x0001+0x0044
SCICTL1.all	0x0023	释放 SCI 复位状态（初始化最后一步，相当于 “启动” SCI 模块）

5. SCI FIFO 配置（scia_fifo_init()）

1. 核心作用：启用 SCI 的 FIFO（先进先出缓冲区），减少 CPU 等待时间，避免数据丢失。
2. 关键配置项（寄存器级）：

寄存器	配置值	功能说明
SCIFFTX.all	0xE040	使能发送 FIFO（E0 bit）、清空发送 FIFO（40 bit），确保初始无残留数据
SCIFFRX.all	0x2001	使能接收 FIFO（20 bit）、设置接收 FIFO 阈值为 1（01 bit），即收到 1 个字符就可读取
SCIFFCT.all	0x00	禁用 FIFO 超时功能（简化调试，默认无需启用）

三、SCI 发送 “1234” 的底层原理（含SCIFFTX.bit.TXFFST解析）

发送 “1234” 的本质是 “软件写入数据→FIFO 缓冲→硬件串行发送”，全程由SciaRegs寄存器协作完成，其中SCIFFTX.bit.TXFFST是核心状态位。

1. 发送流程拆解（以scia_send_str("1234")为入口）

步骤 1：字符串发送函数调用

scia_send_str("1234") 会循环调用 scia_xmit() 函数，逐个发送字符 '1'（ASCII 码0x31）、'2'（0x32）、'3'（0x33）、'4'（0x34）。

步骤 2：单字符发送（scia_xmit('1')）

1. 核心操作 1：等待发送 FIFO 为空（SCIFFTX.bit.TXFFST == 0）

scia_xmit() 中 while (SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0) {} 的作用：

1. 1. SCIFFTX.bit.TXFFST 是发送 FIFO 的填充计数位（0~16，16 为 FIFO 满），值为 0 表示 FIFO 无数据，可写入新字符；
   2. 若 FIFO 已满（TXFFST=16），直接写入会导致数据溢出（新数据覆盖旧数据），因此必须等待 FIFO 为空。
2. 核心操作 2：写入发送缓冲区（SCITXBUF）

执行 SciaRegs.SCITXBUF = '1'（即写入0x31）：

1. 1. 硬件检测到SCITXBUF有新数据，自动将数据移入发送 FIFO；
   2. 此时 SCIFFTX.bit.TXFFST 从 0 变为 1（FIFO 中存入 1 个字符）。

步骤 3：硬件自动串行发送

发送 FIFO 有数据后，SCI 硬件模块无需 CPU 干预，自动执行以下操作：

1. FIFO 取数：从发送 FIFO 中 “弹出”'1'（0x31），送入串行发送逻辑单元；
2. 并行→串行转换：将 8 位并行数据0x31（二进制00110001）转换为串口帧：起始位（0）+ 数据位（00110001）+ 停止位（1）（共 10 位）；
3. 按波特率发送：9600 波特率下，每 bit 发送时间约 104μs，硬件按此时序将 10 位帧逐位输出到 TX 引脚（GPIO28）；
4. 更新 FIFO 状态：'1'发送完成后，发送 FIFO 的填充计数自动减 1，SCIFFTX.bit.TXFFST 从 1 变回 0，等待下一个字符写入。

步骤 4：循环发送剩余字符

1. 发送'2'、'3'、'4'时，重复步骤 2~3；
2. 若 CPU 写入速度快于硬件发送速度（如连续写入 4 个字符），发送 FIFO 会短暂缓存数据，SCIFFTX.bit.TXFFST 会依次变为 1→2→3→4，硬件发送时再逐次减为 0，实现 “批量缓冲 + 连续发送”。

四、SCI 接收 “1234” 的底层原理（含SCIFFRX.bit.RXFFST解析）

接收 “1234” 的本质是 “硬件串行接收→FIFO 缓冲→软件读取数据”，核心状态位为SCIFFRX.bit.RXFFST。

1. 接收流程拆解（以main()函数中的无限循环为入口）

步骤 1：等待接收 FIFO 有数据（SCIFFRX.bit.RXFFST > 0）

main() 中 while(SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFST == 0) {} 的作用：

1. SCIFFRX.bit.RXFFST 是接收 FIFO 的填充计数位（0~16），值为 0 表示 FIFO 无数据，需等待外部设备发送；
2. 当电脑通过串口发送 “1234” 时，RX 引脚（GPIO29）会逐位接收串行信号，硬件自动将其转换为并行数据。

步骤 2：硬件自动接收并缓存到 FIFO

1. 串行→并行转换：硬件接收 RX 引脚的串行帧（如'1'的 10 位帧），剥离起始位和停止位，提取 8 位数据0x31；
2. FIFO 缓存：将0x31存入接收 FIFO，此时 SCIFFRX.bit.RXFFST 从 0 变为 1（匹配 FIFO 阈值 1）；
3. 连续接收：接收'2'、'3'、'4'时，FIFO 依次缓存数据，SCIFFRX.bit.RXFFST 依次变为 2→3→4。

步骤 3：软件读取 FIFO 数据

main() 中 while(SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFST > 0) 循环读取数据：

1. 读取操作：执行 ReceivedChar = SciaRegs.SCIRXBUF.all，从接收缓冲区读取 1 个字符（如'1'）；
2. 更新 FIFO 状态：读取后，接收 FIFO 的填充计数自动减 1，SCIFFRX.bit.RXFFST 从 4→3→2→1→0；
3. 回显数据：调用 scia_xmit(ReceivedChar)，将读取的字符回传给电脑，完成 “接收→回显” 闭环。

步骤 4：检测回车并提示下一次输入

若用户发送 “1234” 后按回车（ASCII 码0x0D），代码会检测到ReceivedChar == 0x0D，设置has_enter=1，随后发送"Enter input: "，等待下一次接收。

五、核心状态位总结

状态位	功能描述	发送 / 接收场景下的关键作用
SCIFFTX.bit.TXFFST	发送 FIFO 填充计数（0~16）	发送时：等待其为 0，确保 FIFO 有空位，避免数据溢出；发送中：观察其变化，判断 FIFO 缓存状态
SCIFFRX.bit.RXFFST	接收 FIFO 填充计数（0~16）	接收时：等待其 > 0，确保有数据可读取；接收中：观察其变化，判断是否有残留数据未读取

通过以上层次解析、初始化流程和底层原理，可清晰理解 DSP28335 SCI 串口回显功能的实现逻辑，以及核心寄存器的作用，为后续扩展（如中断发送、多字节通信）奠定基础。