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# GPIO20 / GPIO21 UART1 测试

配置：GPIO20 = UART1 TX，GPIO21 = UART1 RX，115200 baud，8 数据位、1 停止位、无校验、无流控。原有 UART0 控制台用于输入下面的命令。

## 连接与循环输出

使用支持 3.3V TTL 电平的 USB 转串口工具，板上 GPIO20 接工具 RX，GND 共地；GPIO21 为板上的接收端，需要接收时接工具 TX。串口软件设置为 115200 / 8N1 / 无流控。

上电完成系统初始化后，自动每秒输出一次 `hello word\r\n`（12 字节），不需要先发送命令。这个独立串口目前输出测试文本；系统日志和 shell 命令仍使用原有 UART0 控制台。

在原有控制台可执行：

```text
app gpio_uart on
app gpio_uart status
app gpio_uart off
```

`status` 显示运行状态、成功发送行数、最后错误码，并在原控制台打印 GPIO20/21 复用、UART1 控制/状态/波特率寄存器、时钟和复位状态。`off` 等待当前发送结束，然后取消循环并释放休眠锁；`on` 恢复测试。也接受 `start` / `stop`。重复启停不会叠加任务或休眠锁，重新启动会清零计数。开关状态不保存，重启后再次自动发送。

正常启动时原控制台应显示 `[gpio_uart] boot-test v2`、`start=0`，两引脚均为 `MFP6`，`BR=0x01160116`（32 MHz 时钟、115200 波特率），`clk=1 reset_released=1`。发送任务遇到错误会打印 `[gpio_uart] test stopped` 和错误码。`lines` 增加仅表示 UART FIFO 发送完成，实际引脚连线还需串口接收或外部回环验证。

建议依次验证：连续接收 30 秒、重复执行 on、off 后无新数据、重新 on，以及熄屏后仍持续输出。测试运行期间允许熄屏，但阻止 CPU 进入会中断 UART 的休眠。

验证完成后执行 `app gpio_uart off`，释放测试持有的休眠锁；这版开机自动测试会增加待机功耗。

## 2026-10-08 无输出问题分析

更新后的 `log_26_9_29.txt` 在 11:22:35 显示 `Version Name: 1.00_2610081102`、`Board Name: ats3089p_dev_watch` 和 `z_sys_init dev(UART_1)`。该次启动至日志结束没有 `app gpio_uart on` 或测试启动信息。上一版 `test_running` 默认 false，且主程序没有启动测试的调用，因此仅连接 GPIO20/21 不会产生测试输出。

本次在系统初始化后自动启动测试，并增加启动标记、发送错误日志及硬件状态读取。日志未包含 GPIO20/21 实际复用值，不能据此证明物理接线或引脚电气输出正常；这部分需要新固件的状态输出和实板接收验证。

## TX / RX 外部回环

先执行 `app gpio_uart off`，断开工具 TX 与板子的连接，再短接板上 GPIO20 和 GPIO21，在原有控制台执行：

```text
app gpio_uart loopback
```

12 字节全部收发一致才打印 `loopback PASS (12 bytes)`；未接回环线会超时报错，不会一直阻塞控制台。测试结束后拆下短接线，再恢复正常接线。该命令检查实际引脚回路，不启用 UART 内部回环模式。

## 引脚占用

- UART1 从 SDK 默认的 GPIO16/17 改为 GPIO20/21；GPIO16/17 继续用于屏幕数据。
- 当前板级模板原先将 GPIO21 定义为屏幕电源控制。启用 UART1 后，屏幕初始化和休眠恢复不再操作 GPIO21。本配置按本次要求将这两个引脚作为专用串口；如果实物 GPIO21 实际连接了 LCD 电源使能，则这两种用途不能同时使用。
- 当前固件采用外部充电驱动，没有调用 GPIO20 的板级 NTC 切换接口。编译检查会拒绝同时启用占用这些引脚的 SPI3、MMC0、ADC 按键或内部充电 NTC 配置，避免运行时覆盖 UART 复用。

## 后续音频输出接口

`src/main/gpio_uart.h` 中的 `gpio_uart_write(data, len)` 提供线程上下文中的同步原始字节发送，不添加日志、换行或转义；测试运行时返回 `-EBUSY`，避免 hello 字符串混入音频数据。该接口暂未接入录音，持续音频输出时应使用独立发送线程及缓存，按需求增加 DMA。

115200 / 8N1 的理论有效载荷上限约为 11520 字节/秒；16 kHz、单声道、16-bit PCM 需要 32000 字节/秒，不能在此速率下实时无损输出，需要后续提高波特率或压缩音频。

## 验证记录（2026-10-08）

- ATS3089P bt_watch 全量编译、链接及固件打包成功。
- ELF 核对：UART1 的 GPIO20/21 均为 MFP6，波特率 115200；UART0 仍为 GPIO28/29。
- `python application/bt_watch/tests/gpio_uart/run_tests.py` 通过。测试将实际 gpio_uart.c 编译为 ARM 代码，在 Unicorn 上使用 UART/RTOS 替身验证重复启停、发送内容、错误回收、超时、回环匹配及失败路径；不替代实板电气及时序验证。
- 烧录文件位于 `outdir/ats3089p_dev_watch/_firmware/ats3089p_dev_watch_261008_debug.fw`，完整包为同目录 `ats3089p_dev_watch_261008.fw`。
- 未执行烧录或实板收发测试，未提交 Git。