SDI-12协议与STM32实现UART通信详解

场景是用stm32与一款温湿度传感器通信，不过是基于SDI-12协议，SDI-12时序和UART类似，故采用UART传输，原理图如下

其中DIR_OUT_SDI是一个IO引脚，控制UART_TX_SDI是否使能，U10是三态门IC，即拉低DIR_OUT_SDI使能stm32输出，拉高DIR_OUT_SDI失能输出,串口配置8位数据位，偶校验，1位停止位，1200波特率。

下面给出发送一个激活命令的示例:

#define SDI_BREAK_TIME 13
#define SDI_BREAK_QUIET_TIME 20

//@brief 发送确认激活命令  
//@param addr 传感器地址 ascii码 低7位有效
void sdi12SendAckActive(uint8_t addr)
{
	uint8_t cmd[]={'0'+addr,'!'};
	switchToIoConfig();
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_DIR_GPIO_Port,SDI_DIR_Pin,GPIO_PIN_RESET);   //使能 SDI_OUT_PIN 输出
	sdi12SendBreak();
	switchToUartConfig();
	//HAL_UART_AbortReceive(&huart3);
	HAL_UART_Transmit(&huart3,cmd,2,0xFFFF);
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_DIR_GPIO_Port,SDI_DIR_Pin,GPIO_PIN_SET);   //失能 SDI_OUT_PIN 输出

	g_SdiReceiveMessage.receiveFlag=0;
	g_SdiReceiveMessage.messageTop =0;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart3, g_SdiReceiveMessage.message, 1);
	return;
}

//@brief 将tx引脚配置为输出模式，作输出唤醒信号使用
void switchToIoConfig()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct={0};
	/*Configure GPIO pin Output Level */
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_OUT_PORT, SDI_OUT_PIN, GPIO_PIN_SET);

	/*Configure GPIO pin : SPI_DIR_Pin */
	GPIO_InitStruct.Pin = SDI_OUT_PIN;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(SDI_OUT_PORT, &GPIO_InitStruct);
	return;
}

//@brief 发送唤醒信号
void sdi12SendBreak()
{
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_OUT_PORT,SDI_OUT_PIN,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay(SDI_BREAK_TIME);
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_OUT_PORT,SDI_OUT_PIN,GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay(SDI_BREAK_QUIET_TIME);
}

//@brief 将tx引脚配置为复用模式，作串口输出使用
void switchToUartConfig()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct={0};
	/*Configure GPIO pin Output Level */
	HAL_GPIO_WritePin(SDI_OUT_PORT, SDI_OUT_PIN, GPIO_PIN_SET);

	GPIO_InitStruct.Pin = SDI_OUT_PIN;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART3;
	HAL_GPIO_Init(SDI_OUT_PORT, &GPIO_InitStruct);
	return;
}

示波器测试得到传感器的应答信号如下：第一个是唤醒信号，拉高电平13毫秒，之后保持20毫秒低电平，第二个数据帧是激活信号，即ascii码:  "0!"，第三个是传感器的应答信号:"0\r\n"