差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

--- usart通信实验_通过命令控制led [2019/11/29 09:49]
zhangzheng 创建
+++ usart通信实验_通过命令控制led [2022/03/22 10:17] (当前版本)
sean
@@ 行 1: / 行 1: @@
-[[http://www.cnblogs.com/xiaomagee/p/5010634.html]]
+|  **银杏科技有限公司旗下技术文档发布平台**  ||||
+|技术支持电话|**0379-69926675-801**|||
+|技术支持邮件|Gingko@vip.163.com|||
+^  版本  ^  日期  ^  作者  ^  修改内容  ^
+|  V1.0  |  2020-07-03  |  gingko  |  初次建立  |
+===== 实验四：USART通信实验——通过命令控制LED =====
+==== 一、 实验目的与意义 ====
+  - 了解STM32 GPIO结构。
+  - 了解STM32 GPIO 特征。
+  - 掌握USART的使用方法。
+  - 掌握STM32 HAL库中USART属性的配置方法。
+  - 掌握KEIL MDK 集成开发环境使用方法。
+==== 二、 实验设备及平台 ====
+  - iCore4 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.15.5923532fsFrHiE&id=551864196684|点击购买]]。
+  - JLINK（或相同功能）仿真器[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]。
+  - Micro USB线缆。
+  - Keil MDK 开发平台。
+  - STM32CubeMX开发平台。
+  - 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
+==== 三、 实验原理 ====
+=== 1、STM32F7串口简介 ===
+  * UART通用同步/异步串行接收/发送器，由时钟发生器、数据发送器和接收器三大部分组成。UART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。
+  * 串口作为MCU的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段，其重要性不言而喻。现在基本上所有的MCU都会带有串口，STM32自然也不例外。STM32F767的串口资源相当丰富的，功能也相当强劲。iCore4双核心板所使用的STM32F767IGT6最多可提供8路串口，支持8/16倍过采样、支持自动波特率检测、支持Modbus通信、支持同步单线通信和半双工单线通讯、具有DMA等。
+  * UART特点：
+    * 全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据)。
+    * 同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步。
+    * 支持8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据帧结构。
+    * 由硬件支持的奇偶校验位发生和检验。
+    * 数据溢出检测。
+    * 帧错误检测。
+    * 包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器。
+    * 三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成。
+    * 支持多机通信模式。
+    * 支持倍速异步通信模式。
+=== 2、USART框图 ===
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_4_1.png?direct |}}
+=== 3、USART字符说明 ===
+  * 可通过对USART_CR1寄存器中的M位（M0：位12，M1：位28）进行编程来将字长设置为7位、8位或9位。仅某些USART支持7位模式。此外，并非所有模式都在7位数据长度模式下受支持。
+    * 7位字符长度：M[1:0]=“10”
+    * 8位字符长度：M[1:0]=“00”
+    * 9位字符长度：M[1:0]=“01”
+  * 在默认情况下，信号（TX或RX）在起始位工作期间处于低电平状态。在停止位工作期间处于高电平状态。通过极性配置控制，可以单独针对每个信号对这些值取反。
+    * 空闲字符：可理解为整个帧周期内电平均为“1”（停止位的电平也是“1”）。
+    * 停止字符：可理解为在一个帧周期内接收到的电平均为“0”。发送器在中断帧的末尾插入2个停止位。
+  * 发送和接收操作由通用波特率发生器驱动。当发送器和接收器的使能位置1时，将分别生成发送时钟和接收时钟。
+  * 下面给出了各个块的详细说明:
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_4_2.png?direct |}}
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_4_3.png?direct |}}
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_4_4.png?direct |}}
+  * 本试验使用的芯片STM32F767IGT6，使用UART为USART_6，引脚位PC6和PC7，经过串口转USB芯片CH340转换后，可通过USB接口与计算机通讯。计算机安装 CH340 驱动后，可通过串口工具来接收串口发送的数据和向串口发送给数据。用串口工具打开iCore4对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制LED的亮灭情况。串口命令如下表：
+|LED_RED_ON\r\n	|LED红灯亮|
+|LED_RED_OFF\r\n	|LED红灯灭|
+|LED_BLUE_ON\r\n	|LED蓝灯亮|
+|LED_BLUE_OFF\r\n	|LED蓝灯灭|
+|LED_GREEN_ON\r\n	|LED绿灯亮|
+|LED_GREEN_OFF\r\n	|LED绿灯灭|
+==== 四、 实验程序 ====
+=== 1、 主函数 ===
+<code c>
+int main(void)
+{
+  int i;
+  char buffer[20];
+  /* MCU 配置*/
+  /* 重置所有外围设备，初始化Flash接口和Systick */
+  HAL_Init();
+  /* 配置系统时钟 */
+  SystemClock_Config();
+  /* 初始化所有已配置的外围设备 */
+  MX_GPIO_Init();
+  MX_USART6_UART_Init();
+  usart6.initialize(9600);                      //串口波特设置
+  usart6.printf("Hello, I am iCore4!\r\n");  //串口信息输出
+  while (1)
+  {
+        if(usart6.receive_ok_flag){     //接受完成
+            usart6.receive_ok_flag = 0;
+            for(i = 0;i < 20;i++){
+                buffer[i] = tolower(usart6.receive_buffer[i]);
+            }
+            //比较接受信息
+            if(memcmp(buffer,"led_red_on",strlen("led_red_on")) == 0){
+                LED_RED_ON;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+            if(memcmp(buffer,"led_red_off",strlen("led_red_off")) == 0){
+                LED_RED_OFF;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+         if(memcmp(buffer,"led_green_on",strlen("led_green_on")) == 0){
+                LED_GREEN_ON;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+         if(memcmp(buffer,"led_green_off",strlen("led_green_off")) == 0){
+                LED_GREEN_OFF;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+         if(memcmp(buffer,"led_blue_on",strlen("led_blue_on")) == 0){
+                LED_BLUE_ON;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+         if(memcmp(buffer,"led_blue_off",strlen("led_blue_off")) == 0){
+                LED_BLUE_OFF;
+                usart6.printf("ok!\r\n");
+            }
+        }
+    }
+}
+</code>
+=== 2、 UART结构体定义 ===
+<code c>
+    UART_HandleTypeDef huart6;
+</code>
+  * UART句柄结构定义，这个结构体中存放了UART所有用到的功能，后面的别名就是我们所用的uart串口的别名。
+<code c>
+typedef struct __UART_HandleTypeDef
+{
+  USART_TypeDef                  *Instance;
+//UART寄存器基地址
+  UART_InitTypeDef               Init;
+  //UART通讯参数
+  UART_AdvFeatureInitTypeDef   AdvancedInit;
+  //UART高级功能初始化参数
+  uint8_t                         * pTxBuffPtr;
+  //指向UART Tx传输缓冲区的指针
+  uint16_t                        TxXferSize;
+  //UART Tx传输大小
+  __IO uint16_t                  TxXferCount;
+  //UART Tx传输计数器
+  uint8_t                         * pRxBuffPtr;
+  //指向UART Rx传输缓冲区的指针
+  uint16_t                        RxXferSize;
+//UART Rx传输大小
+  __IO uint16_t                  RxXferCount;
+//UART Rx传输计数器
+  uint16_t                      Mask;
+  // UART Rx RDR寄存器掩码
+  DMA_HandleTypeDef             * hdmatx;
+//UART Tx DMA句柄参数
+  DMA_HandleTypeDef             * hdmarx;
+//UART Rx DMA句柄参数
+  HAL_LockTypeDef                Lock;
+//锁定对象
+  __IO HAL_UART_StateTypeDef   gState;
+  //与全局句柄管理有关的UART状态信息并且与Tx操作有关。
+  __IO HAL_UART_StateTypeDef   RxState;
+//与Rx操作有关的UART状态信息
+  __IO uint32_t                   ErrorCode;
+ //UART错误代码
+} UART_HandleTypeDef;
+</code>
+=== 3、 USART6初始化函数 ===
+<code c>
+void MX_USART6_UART_Init(void)
+{
+  huart6.Instance = USART6;
+  huart6.Init.BaudRate = 115200;    //波特率
+  huart6.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; //在一帧中发送或接收的数据位数
+  huart6.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;//停止位
+  huart6.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;//校验位
+  huart6.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;//发送接收模式
+  huart6.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;//硬件流控制模式
+  huart6.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
+  huart6.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
+  huart6.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
+  if (HAL_UART_Init(&huart6) != HAL_OK)
+  {
+    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
+  }
+}
+</code>
+=== 4、 串口发送/接收函数 ===
+  * HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
+  * HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
+  * HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
+  * HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
+  * HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
+  * HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
+  * **串口发送数据**
+<code c>
+HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
+</code>
+  * **功能：**串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
+  * **参数：**
+    * UART_HandleTypeDef*huart UATR的别名 如: UART_HandleTypeDef huart6;别名就是huart6
+    * *pData    需要发送的数据
+    * Size     发送的字节数
+    * Timeout  最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送
+  * **中断接收数据：**
+<code c>
+HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
+</code>
+  * **功能：**串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
+  * **大致过程：**设置数据存放位置，接收数据长度，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。之后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，进入中断接收回调函数，不再触发接收中断。(只触发一次中断)
+  * **参数：**
+    * UART_HandleTypeDef *huart  UATR的别名
+    * *pData    接收到的数据存放地址
+    * Size      接收的字节数
+=== 5、 串口中断函数 ===
+<code c>
+HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
+//串口中断处理函数
+HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
+//串口发送中断回调函数
+HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
+//串口发送一半中断回调函数（用的较少）
+HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
+//串口接收中断回调函数
+HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
+//串口接收一半回调函数（用的较少）
+HAL_UART_ErrorCallback();
+//串口接收错误函数
+</code>
+  * **串口接收中断回调函数**
+<code c>
+HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
+</code>
+  * **功能：**HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改。
+  * **参数：**
+    * UART_HandleTypeDef *huart   UATR的别名
+  * **串口中断处理函数**
+<code c>
+HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
+</code>
+  * **功能：**对接收到的数据进行判断和处理  判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用
+  * **串口查询函数**
+<code c>
+HAL_UART_GetState(); //判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌
+</code>
+==== 五、 实验步骤 ====
+  - 把仿真器与iCore4的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
+  - 把iCore4通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4供电；
+  - 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
+  - 烧写程序到iCore4上；
+  - 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
+=== 六、 实验现象 ===
+  * 通过串口输入相应的命令，可以控制LED的亮灭。
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_4_5.png?direct |}}

用户工具

站点工具

差别

页面工具