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/**
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* @file usart0.cpp
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* @brief USART0 串口配置与 printf 重定向实现。
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* @note 使用 TX 中断 + 环形缓冲替代逐字节忙等 TBE，降低 CPU 占用。
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*/
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#include "main.h"
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#include "device/usart0.h"
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#include "sys/config.h"
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#define USARTx USART0
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#define USART_TX_BUF_SIZE 256U
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namespace {
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uint8_t g_tx_buf[USART_TX_BUF_SIZE];
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volatile uint16_t g_tx_head = 0U;
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volatile uint16_t g_tx_tail = 0U;
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inline uint16_t tx_buf_next(uint16_t idx)
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{
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return (idx + 1U) % USART_TX_BUF_SIZE;
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}
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inline bool tx_buf_full(void)
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{
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return tx_buf_next(g_tx_head) == g_tx_tail;
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}
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inline bool tx_buf_empty(void)
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{
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return g_tx_head == g_tx_tail;
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}
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} // namespace
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* @brief 重定向标准输出字符到 USART0。
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* @param[in] ch 待输出的字符。
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* @param[in] f 标准流指针；当前实现中未实际使用。
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* @retval 返回已发送的字符值。
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* @note 将字符写入环形发送缓冲，由 USART0 TXE 中断负责实际发送。
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*/
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extern "C" int fputc(int ch, FILE *f)
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{
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(void)f;
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uint16_t next = tx_buf_next(g_tx_head);
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while(next == g_tx_tail) {
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/* 缓冲满，忙等一小段时间后重试；
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* 在 115200 波特率下通常不会发生 */
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}
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g_tx_buf[g_tx_head] = static_cast<uint8_t>(ch);
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g_tx_head = next;
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/* 启动 TXE 中断以触发实际硬件发送 */
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usart_interrupt_enable(USARTx, USART_INT_TBE);
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return ch;
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}
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* @brief USART0 中断服务例程。
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* @note 处理 TXE 发送缓冲区空中断，从环形缓冲取下一字节发送。
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*/
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extern "C" void USART0_IRQHandler(void)
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{
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if(usart_interrupt_flag_get(USARTx, USART_INT_FLAG_TBE) != RESET) {
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if(!tx_buf_empty()) {
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usart_data_transmit(USARTx, g_tx_buf[g_tx_tail]);
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g_tx_tail = tx_buf_next(g_tx_tail);
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}
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/* 缓冲已空，关 TXE 中断，等下次 fputc 再开 */
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if(tx_buf_empty()) {
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usart_interrupt_disable(USARTx, USART_INT_TBE);
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}
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}
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}
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* @brief 配置 USART0 相关 GPIO 引脚。
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*/
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void usart0_gpio_config(void)
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{
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rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
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gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);
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gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);
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}
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* @brief 配置并使能 USART0 外设。
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* @note 当前使用 8N1 格式，115200 波特率，收发同时使能。
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* 同步配置 NVIC 以便 TXE 中断驱动发送。
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*/
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void usart0_config(void)
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{
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rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
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usart_deinit(USARTx);
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usart_baudrate_set(USARTx, CONFIG_USART0_BAUDRATE);
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usart_word_length_set(USARTx, USART_WL_8BIT);
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usart_stop_bit_set(USARTx, USART_STB_1BIT);
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usart_parity_config(USARTx, USART_PM_NONE);
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usart_receive_config(USARTx, USART_RECEIVE_ENABLE);
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usart_transmit_config(USARTx, USART_TRANSMIT_ENABLE);
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usart_enable(USARTx);
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/* 使能 USART0 NVIC，用于 TXE 中断驱动发送 */
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nvic_irq_enable(USART0_IRQn, 2U, 0U);
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}
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