/*
Programmbeispiel für serielle Ausgabe USART3 per ISR

Alle Funktionen ohne Gewähr
Michael Nowak
2020-10-20
www.mino-elektronik.de
*/

#define _USART3
#define PRIO_USART3     10          // mittlere Priorität
#include "stm32f4xx.h"

#define BIT(x) (1<<x)
enum gpio_modus {IN, OUT, AF, ANALOG};
enum gpio_speed {LOW_SPEED, MEDIUM_SPEED, HIGH_SPEED, V_HIGH_SPEED};
enum gpio_pullup {NO_PULL, PULL_UP, PULL_DOWN};

// PortB
#define TxD3_Pin        10
#define RxD3_Pin        11

#define AFR_USART3      7           // für rx/tx lt. Datenblatt
#define APB1_TEILER     4           // 1/4 SystemCoreClock

#define DEF_BAUDRATE    115200
#define RX3_BUF_LEN  	  0x100
#define TX3_BUF_LEN	    0x100
#define RX3_BUF_MASK  	(RX3_BUF_LEN-1)
#define TX3_BUF_MASK	  (TX3_BUF_LEN-1)

static uint8_t usart3_rx_puffer[RX3_BUF_LEN];
static uint8_t usart3_tx_puffer[TX3_BUF_LEN];

static volatile uint32_t usart3_rx_schreib_zeiger,
												 usart3_tx_lese_zeiger;
static uint32_t 				 usart3_rx_lese_zeiger,
												 usart3_tx_schreib_zeiger;

static uint8_t ser_status;

char set_baudrate3(int baud)
{
  USART3->BRR = SystemCoreClock/APB1_TEILER/baud;
  return(0);
}

void USART3_IRQHandler(void)
{
uint32_t temp, sr_temp;
uint32_t temp_zeiger;
  sr_temp = USART3->SR;
  if(sr_temp & USART_SR_TXE) {         // Tx-Flag testen
    if(usart3_tx_schreib_zeiger != usart3_tx_lese_zeiger) { // noch zeichen im puffer
    USART3->DR = usart3_tx_puffer[usart3_tx_lese_zeiger++];	// Zeichen ausgeben
      usart3_tx_lese_zeiger &= TX3_BUF_MASK;
    } else  {
      USART3->CR1 &= ~USART_CR1_TXEIE;  // sonst weitere Interrupts sperren */
      __ISB();                          // Abwarten
    }  
  }
  if(sr_temp & USART_SR_RXNE) {        // Rx-Flag testen
    temp = USART3->DR;                 // Zeichen lesen
    temp_zeiger = (usart3_rx_schreib_zeiger + 1) & RX3_BUF_MASK;
    if( temp_zeiger != usart3_rx_lese_zeiger) {
      usart3_rx_puffer[usart3_rx_schreib_zeiger] = temp;
      usart3_rx_schreib_zeiger = temp_zeiger;
    }
  }
}

void clr_tx3_buf()
{
  USART3->CR1 &= ~(USART_CR1_TXEIE);    // TXIE abschalten
  __ISB();
  usart3_tx_lese_zeiger = 0;
  usart3_tx_schreib_zeiger = 0;
}

void clr_rx3_buf()
{
  USART3->CR1 &= ~(USART_CR1_RXNEIE);   // RXIE abschalten
  __ISB();
  usart3_rx_lese_zeiger = 0;
  usart3_rx_schreib_zeiger = 0;
  USART3->CR1 |= (USART_CR1_RXNEIE);    // RXIE einschalten
}

void init_usart3(void)
{
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_USART3EN;
// AF für USART3    
  GPIOB->MODER |=  (AF << (TxD3_Pin * 2) | 
                    AF << (RxD3_Pin * 2));

// USART3 Alternative-Funktions mit den IO-Pins verbinden
  GPIOB->AFR[1] |=  (AFR_USART3 << ((TxD3_Pin-8) * 4) | 
                     AFR_USART3 << ((RxD3_Pin-8) * 4));

// alle weiteren Einstellungen default 8N1 
  set_baudrate3(DEF_BAUDRATE);

// enable UART Interrupt-Vector
  NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,PRIO_USART3);
  NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);                         // USART3 aktivieren
    
  clr_rx3_buf();
  clr_tx3_buf();
// RXIE und Rx + Tx einschalten  
  USART3->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE | USART_CR1_UE | USART_CR1_RE | USART_CR1_TE;
  ser_status = 1;       // ist initialisiert
}	

void write_tx3_buf(char c)
{
uint32_t temp_zeiger;
  if(!ser_status) init_usart3() ;
  do {
    temp_zeiger = (usart3_tx_schreib_zeiger + 1) & TX3_BUF_MASK;
  } while( temp_zeiger == usart3_tx_lese_zeiger);    // warten, bis wieder platz ist
  usart3_tx_puffer[usart3_tx_schreib_zeiger] = c;
  usart3_tx_schreib_zeiger = temp_zeiger;
  USART3->CR1 |= USART_CR1_TXEIE; // per Interrupt ausgeben
  
}


char read_rx3_buf()
{
int32_t temp = 0;                 // default bei leerem Puffer
  if(!ser_status) init_usart3() ;
  if(usart3_rx_lese_zeiger != usart3_rx_schreib_zeiger) {
    temp = usart3_rx_puffer[usart3_rx_lese_zeiger++];
    usart3_rx_lese_zeiger &= RX3_BUF_MASK;
  }
  return(temp);
}

uint32_t read_rx3_buf_count()
{
	return((usart3_rx_schreib_zeiger - usart3_rx_lese_zeiger) & RX3_BUF_MASK);
}	

int32_t putchar(int32_t x)
{
  if((uint8_t)x == 10) write_tx3_buf(13); 
  write_tx3_buf((uint8_t)x);
  return(x);
}

void sende_string(char *s)
{
  while(*s) write_tx3_buf(*(s++));
  putchar(10);
}