高级数据链路控制（HDLC,Highlevel Data Link Control）规程是由国际标准化组织开发，面向比特同步的数据链路层协议。随着ARM处理器市场的成熟， ARM处理器上的高级数据链路控制器外设，几乎涵盖了HDLC规程常用的大部分子集。随着处理能力的提高，在ARM的底层对HDLC通信过程进行控制，具有成本低、灵活性好、便于扩展为操作系统上的应用程序等优点。

1STR71X系列的数据链路控制器

1.1STR71X的芯片介绍

STR71X系列是基于16/32位 ARM7TDMI内核的微控制器。该系列中的所有器件都包含片上高速单电压Flash存储器和高速RAM存储器。除了HDLC同步通信接口外，还提供了I2C、UART、BSPI、USB2.0、CAN接口等，极大地丰富了该系列在通信、网络等方面的控制能力。

1.2STR71X的HDLC模块介绍

STR71X系列上的高级数据链路控制器支持全双工操作，能够自动完成标志的设置、零位的检测、校验序列（FCS,Frame Check Sequence）的产生和校验；32位可屏蔽地址区域识别，3种可供选择的时钟，支持NRZ、NRZI、FM0或MANCHESTER数据编码模式，支持时钟恢复的数字锁相环（DPLL）；内部含1个8位波特率生成器，2个128字节RAM缓冲器。实际应用中，fm0数据编码模式下，可以实现250 kb/s的数据收发。

1.3STR71X系列采用的HDLC帧的格式

STR71X的HDLC模块中数据是以帧为单位发送的。STR71X系列采用的HDLC的帧格式如下：

前（后）同步码：在发送器使能，且HDLC_TCTL中的前同步码发送使能开启的情况下，当把要传送的数据的字节数写入寄存器时，HDLC模块就开始发送0~16位的前同步码。

标志序列：采用“0111 1110” 为标志序列，所有的帧必须以“0111 1110”标志开始和结束。标志的检测和插入由HDLC模块自动完成。在传送的数据中，“0”后面跟随连续的6个“1”再跟一个“0”，就会被模块识别为标志。一个标志可以同时作为一个帧的开始标志和下一个帧的结束标志。

地址序列：STR71X有8组地址寄存器，通过设置可以实现32位可屏蔽私有地址域的识别，或者4字节的可屏蔽组地址域的识别（后者用于广播传送模式）。

信息序列：需要传送的数据或者字符。

校验序列：FCS域对标志位和插入的“0”以外的数据，进行循环冗余校验，采用CCITT（g（x）=16+X12+X5+1）对地址域，字节数据和FCS域数据生成CRC编码。接收方根据该编码进行检错，但不纠错。如果报错，将丢弃该帧。

零插入：为了保证标志码“0111 1110”不在帧的内部出现，STR71X采用硬件自动实现“零插入”。该法在发送端监视除标志码以外的所有字段，当发现有连续5个“1”出现时，便在其后添加一个“0”；在接收端，连续的5个“1”后面的“0”自动被删除。

帧间时间填充： 可以选择为发送标志，或者发送空闲状态。

2STR71X系列中HDLC模块配置

HDLC模块发送和接收可以有3种时钟配置： PLL2输出，PCLK1和DPLL。时钟配置框图如图1所示。

图1时钟配置框图

HDLC控制器可以处理NRZ、NRZI、FM0、MANCHESTER编码。编解码方式可以独立选择，分别由HDLC_TCTL和HDLC_RCTL控制。使用PLL2为时钟源时，HDLC模块只能运行在NRZ和NRZI模式。

3STR71X系列中HDLC模块编程

3.1开启外设寄存器的访问及配置编译环境

根据使用到的外设，编辑71x_conf.h文件，设定为：#define _HDLC，#define _GPIO，#define _TIM。去掉DEBUG注释屏蔽标记，允许在监视窗口查看外设寄存器。

将STR71X系列的集成软件函数库添加到编译环境下，并且按照STR71X的使用说明配置编译环境。

3.2发送接收环境的设置

① 配置不同的分频系数，产生适当的操作频率，配置HDLC的时钟为PLL2的输出。

RCCU_Div2Config (ENABLE);//OSC=16 MHz，将其二分频

RCCU_PLL1Config(RCCU_PLL1_Mul_12, RCCU_Div_2); //RCLK=48 MHz

RCCU_RCLKSourceConfig (RCCU_PLL1_Output);

RCCU_MCLKConfig(RCCU_DEFAULT);//MCLK=48 MHz，为内核和存储器供电

RCCU_PCLKConfig(RCCU_Div_2);//PCLK2=24 MHz，为APB2 供电

RCCU_FCLKConfig(RCCU_Div_2);//PCLK1=24 MHz，为APB1供电

/*设置定时器2的脉宽调制模式*/

TIM_ClockSourceConfig (TIM2, TIM_INTERNAL );

TIM_PrescalerConfig (TIM2,10 ); //24 MHz/77 = 312 kHz

TIM_PWMOModeConfig (TIM2,0x7,TIM_LOW,0x7,TIM_HIGH); //方波

TIM_CounterConfig(TIM2, TIM_START);

RCCU_PLL2Config(RCCU_PLL2_Mul_12, RCCU_Div_2);//设置HDLC的时钟为PLL2输出，1 MHz

HDLC_XmitClockSourceConfig(HDLC_HTXCKSource);//使用PLL2的输出为发送时钟源

HDLC_XmitBaudrateConfig(0);//使用时钟，不分频

HDLC_RecvClockSourceConfig(HDLC_HRXCK);//使用PLL2的输出为接收时钟源

HDLC_RecvClockPrescalerConfig(0);//使用时钟，不分频

② 设置中断。

EIC_Init();

EIC_IRQChannelConfig(HDLC_IRQChannel, ENABLE);//HDLC中断使能

EIC_IRQChannelPriorityConfig(HDLC_IRQChannel, 1);

EIC_IRQConfig(ENABLE);

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_TMCM,ENABLE);//发送完成中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_TBEM,ENABLE);//发送缓冲中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_TDUM,ENABLE);//发送数据下溢中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_RBFM,ENABLE);//接收缓冲区满中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_RFOM,ENABLE);//接收帧上溢中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_RMCM,ENABLE);//接收消息完成中断使能

HDLC_ITconfig(HDLC_IMR_RMEM,ENABLE);//接收消息错误中断使能

③ 发送环境初始化。

HDLC_Init();

gpio_init();//根据拐角自己编写程序

④ 接收环境初始化。

/*地址设置*/

void HDLC_PLID(u32 PLID) {

u8 *p=(u8*) &PLID;

HDLC﹥PARL = (p[2]<<8) | p[3];

HDLC﹥PARH = (p[0]<<8) | p[1];

}

HDLC_Init_Recv(HDLC_PAE | HELC_R_NRZ)；//初始化接收编码模式

*(u32*)HDLC_RECEIVEBUFFER_BASE_LO = 0;//置零接收缓冲器

⑤ 初始化完成，关闭发送。

HDLC_Xmit_Control(DISABLE);

3.3发送过程和接收过程

利用库函数将数据写入缓冲区，当TEN置位时，写入需要传送的数据字节数。按如下方法配置好中断函数，就可以实现中断模式的传送。

void HDLC_IRQHandler(void) {

EIC_IRQChannelConfig(HDLC_IRQChannel, DISABLE);

if(HDLC﹥ISR & HDLC_RME) {

HDLC﹥ISR &= ~HDLC_RME;

errCount++;

HDLC﹥PCR = 1;

}

else if(HDLC﹥ISR & HDLC_RMC) {

HDLC_ClearInterruptStatus(HDLC_RMC);

HDLC_Recv_Frame (RecvBuffer);

frameRecv += 1;

totalRecv = 0;

}

else if(HDLC﹥ISR & HDLC_RFO) {

HDLC﹥ISR &= ~(HDLC_RBF | HDLC_RFO);

HDLC﹥ISR &= ~HDLC_RMC;

HDLC﹥PCR = 1;

}

else if(HDLC﹥ISR & HDLC_TDU) {//发送数据下溢，发送失败

HDLC﹥ISR &= ~（HDLC_TDU|HDLC_TBE);

HDLC﹥PCR = 1;//置零，产生挂起序列。可以由定时器发动数据传送

errTDU++;

GPIO_BitWrite(GPIO1, 10, 1);

GPIO_Config(GPIO1, 0x0020, GPIO_IN_TRI_CMOS);

GPIO_BitWrite(GPIO1, 6, 0);

}

else if(HDLC﹥ISR & HDLC_TMC) {

HDLC﹥ISR &= ~HDLC_TMC;

transCount++;

while (HDLC_ReadPCRStatus(HDLC_TEN)==1) ;

HDLC_Xmit_Frame (XmitBuffer,200);

frameSend++;

}

else if(HDLC﹥ISR & HDLC_TBE) {

HDLC_Xmit_Frame (XmitBuffer, 64);

}

EIC_IRQChannelConfig(HDLC_IRQChannel, ENABLE);

}

3.4测试过程

编写串口程序，将接收到的数据用超级终端显示出来。利用串口将实验板数据传送到PC机，在Windows界面下，用系统自带的超级终端检验数据传输的正确性。

结语

HDLC规程透明传输、可靠性高，对于不同的使用需求有很好的灵活性。在没有操作系统的模式下，利用ST公司的硬件模块实现HDLC协议的传输，不仅可以减少不必要的开销，而且增强了对硬件直接应用的灵活性。