最近在學習DALI調光相關知識并下載了Microchip提供的基于ATMega88PA的軟件工程及硬件設計參考方案。寫這些文章的目的就是把自己對知識的理解作一些梳理。

芯片廠果然專業，考慮得相當周到，為了芯片銷量連軟件和硬件方案全都提供了。芯片廠關于DALI1.0實現的軟硬件參考鏈接地址如下：Salesforcehttps://microchip.my.salesforce.com/sfc/p/#o0000000KAkK/a/3l000001Iuci/0yucLkmht5A3PuLOo2MVtWQlQA1Ca1FgNK1KkCKafeg

Firmware部分是DALI1.0實現的源代碼，包括底層驅動及上層應用，使用AVR系列專用開發IDE：Microchip Studio。

這一篇主要理解下如何解碼主機發送來的BIT信號，重點是dali_bit.c文件，關于DALI主機發送數據的時序可以參考這篇博文：DALI通信及C語言實現 - 斑鳩，一生。 - 博客園 (cnblogs.com)

主機和從機通信使用半雙工，波特率為1200，參考示例中從機使用GPIO的邊沿跳變（上升沿和下降沿都觸發）結合定時器來解碼主機發送來的信號，具體配置如下：

1、GPIO為雙邊沿跳變中斷，中斷處理完成后定時器計數清零；

2、定時器溢出時間為32微秒。1200BIT/S的波特率傳輸一個BIT的時間約833微秒，半個BIT，也就是一個TE為416微秒，所以定時器約溢出13次左右，曼切斯特編碼是在傳輸一半BIT時間的時候產生邊沿跳變，傳輸1就是上升沿，0是下降沿；

定時器和GPIO配置完成后，就開始等待主機發送前向幀，從機解析數據的思路如下：

1、總線在沒有數據發送時，從機的接收引腳（也就是雙邊沿跳變引腳）一直是高電平；

2、當主機發送起始號時，從機的接收引腳會檢測到一個下降沿，當經過約半個BIT的時間后如果檢測到一個上升沿，則證明是有效的起始信號，進入準備接收信號階段；

3、以后每隔兩個TE就讀取一次實際傳輸的BIT，如圖1所示，同時不停檢測是否有連續4個TE，如果數據接收完成后出現4個連續TE，證明是接收到了停止位，本次數據接收成功，如果數據沒有接收完成就出現4個TE說明傳輸出錯；

圖1：DALI時序

4、正確檢測到停止位后，將接收到的地址和數據遞交給上一層進行幀邏輯處理。

再來看源代碼文件dali_bit.c，DALI從機的接收引腳邊沿跳變中斷處理程序dali_bit_pcint_interrupt函數如下：

/*** \brief External pin interrupt handler** This is the handler for external pin interrupt*/
void dali_bit_pcint_interrupt(void)
{static uint8_t bit_index;uint8_t bit_index_temp;uint8_t dali_bit_rx;bit_index_temp = bit_index;pin_level = DALI_INPORT & (1 << DALI_INPUT);if (status_receive == 0) {if (pin_level == LOW) {/* dali bus falling edge indicates start bit */bit_index_temp = 0;status_receive = BIT_START;dali_rec_addr = 0;dali_rec_data = 0;}} else if (status_receive == BIT_START) {/* dali pin must be high after the second INT0 edge */if ((level_time > MIN_TE_CNT) && (level_time < MAX_TE_CNT)) {			/* get the start bit and get ready for 16 bit data. */status_receive = BIT_0;bit_index_temp += 1;} else {/* Start bit error */status_receive = 0;}} else if (status_receive < BIT_STOP1) {if (level_time > MIN_2TE_CNT) {/* Long level (2xTe) is detected */bit_index_temp += 2;} else if ((level_time > MIN_TE_CNT) &&(level_time < MAX_TE_CNT)) {/* Short level (1xTe) is detected */bit_index_temp += 1;} else {status_receive = 0;}if (bit_index_temp >= 34) { /* If the last Te is low (dali bit 0), a rising edge is* detected before stop bit */			 status_receive = BIT_STOP1;}/* Decode dali bit at every second Te bit */if (bit_index_temp & 0x01) {/* shift out the lowest bit to get dali bit */			dali_bit_rx = bit_index_temp >> 1;if (dali_bit_rx <= BIT_7) { //the current bit number, maximum 8 for the address byte/* get the address byte */dali_rec_addr <<= 1;if (pin_level) {dali_rec_addr |= 0x01;}} else {/* get the data byte */dali_rec_data <<= 1;if (pin_level) {dali_rec_data |= 0x01;if (dali_bit_rx == BIT_15) { /* if the last Te is high (dali bit 1), a Te * high period is added before stop bit */						 status_receive = BIT_STOP2;}}}}} else {status_receive = 0;}dali_slave_set_addr_to_service(dali_rec_addr);dali_slave_set_data_to_service(dali_rec_data);bit_index = bit_index_temp;TCNT0 = 0;level_time = 0;
}

代碼分析：

1、由于在接收主機發送的數據時會多次進入邊沿跳變中斷，必須使用靜態變量bit_index并結合變量bit_index_temp保存當前已獲取的BIT索引，確切的說應該是TE索引，pin_level用于獲取從機輸入引腳的電平狀態，變量status_receive表示當前接收的是起始信號、數據還是停止位；

2、當主機發送起始信號時會觸發第一個下降沿，第16行判斷如果DALI輸入引腳是低電平，則初始化一些變量，并將接收狀態轉為BIT_START，也就是起始信號；

3、起始信號下降沿觸發后，第二次邊沿跳變觸發時必須是上升沿，且觸發時間必須是在一個TE周期內才被認為是正常的起始信號，如圖2所示，Start部分先有一個下降沿然后一個上升沿才開始發送MSB。變量level_time會在定時器0的溢出中斷處理程序中累加，溢出時間約為32微秒（8MHz頻率不分頻，最大計數256，溢出時間 = 256/8000000），約13個溢出周期后就是一個TE的時間：416微秒左右，當然這個時間不可能剛好，有正負5個溢出周期左右誤差范圍，所以第25行使用了if ((level_time > MIN_TE_CNT) && (level_time < MAX_TE_CNT))。此時變量bit_index_temp被設置為1，同時status_receive設置為準備接收第一個數據BIT，即BIT_0；

圖2：起始信號，先一個下降沿然后一個上升沿

4、正確接收到起始信號后，準備接收地址和數據字節。代碼第34行判斷只要不是接收停止位就保存當前接收到的BIT。代碼第35行到第41行判斷：如果是經過兩個TE時間才產生邊沿跳變中斷的話則將bit_index_temp加2，否則加1。當發送不同BIT值時就會出現兩個TE后才會出現邊沿跳變的情況，例如：前面的比特是0，后面接著是1就會出現連續兩個TE的低電平然后產生上升沿跳變，如圖3所示；

圖3：BIT值改變時會有兩個連續TE的高或低電平

5、代碼第46行判斷當bit_index_temp>=34時就將status_receive切換到接收停止位1，因為包括起始BIT、地址字節和數據字節共17個BIT，也就是34個TE，當接收到最后一個BIT并且是低電平，這里要注意：只有當最后一個BIT是低電平時，bit_index_temp才會等于34，高電平應該是33。最后一個BIT是0且它后面出現上升沿則證明接收到的是停止位1；

6、代碼第53行到76行是解碼接收到的BIT值并賦值給地址變量dali_rec_addr和數據變量dali_rec_data。首先第53行使用了if (bit_index_temp & 0x01)，bit_index_temp必須為奇數且大于1時if條件才為真。那我們來看一下當接收地址和數據的BIT時，bit_index_temp是不是奇數并且對應的BIT是否正確，如圖4所示，當起始位的上升沿產生后bit_index_temp被設置為1，然后從35行到41行根據邊沿跳變觸發時間將bit_index_temp加2或者加1，我們可以看到bit_index_temp確實是在每次為奇數時才讀取接收到的BIT，為節省空間在圖中我把bit_index_temp改為了bit_idx。

第1個紅點位置：也就是有效起始信號上升沿中斷時bit_idx = 1

第2個紅點位置：由于經過兩個TE才產生下降沿中斷，bit_idx執行了加2，變成3，此時if (bit_index_temp & 0x01)條件為真，讀取數據剛好是BIT值0，和曼切斯特編碼含義一樣

第3個紅點位置：經過了兩個TE產生了上升沿中斷，bit_idx執行了加2，變成5，此時if (bit_index_temp & 0x01)條件為真，讀取數據剛好是BIT值1，和曼切斯特編碼含義一樣

第4個紅點位置：經過了1個TE產生了下降沿中斷，bit_idx執行了加1，變成6，此時if (bit_index_temp & 0x01)條件為假，所以沒有讀取數據

第5個紅點位置：經過了1個TE產生了上升沿中斷，bit_idx執行了加1，變成7，此時if (bit_index_temp & 0x01)條件為真，讀取數據剛好是BIT值1，和曼切斯特編碼含義一樣

第6個紅點位置：經過了兩個TE產生了下降沿中斷，bit_idx執行了加2，變成9，此時if (bit_index_temp & 0x01)條件為真，讀取數據剛好是BIT值0，和曼切斯特編碼含義一樣

后面的以此類推，可見確實是bit_index_temp變量為奇數且非起始位時才讀取并保存BIT值。

圖4：bit_index_temp為奇數時讀取數據

7、dali_bit_rx用于判斷當前接收到的是地址字節還是數據字節并計算出BIT號，BIT_0到BIT_15，對應值：1-16，小于等于BIT_7時是地址字節，否則就是數據字節。前面說過奇數位獲取一次數據，每隔兩個值計算一下當前的BIT序號，所以dali_bit_rx = bit_index_temp >> 1。代碼第60行和第66行根據當前引腳的電平來保存數據，在第68行判斷如果是最后一個數據BIT了，則設置接收狀態為停止位2。

8、最后幾行代碼主要將定時器0的計數值清零并且將定時器0溢出次數level_time清零。用局部靜態變量保存當前的TE索引號，以便下次產生邊沿跳變中斷時賦值給bit_index_temp。

DALI1.0的比特解碼部分就介紹到這里，后續繼續整理其他內容，希望和大家一起學習交流。