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| V1.0 | 2020-07-27 | gingko | 初次建立 |
===== STM32CubeMX教程三——UART通信实验 =====
1.在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_1.png?direct |}}
2.出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置在搜索栏的下面，提供的各 种查找方式，可以选择芯片内核，型号，等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32F750IBKx。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_2.png?direct |}}
3.配置RCC，使用外部时钟源
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_3.png?direct |}}
4.时基源选择SysTick
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_4.png?direct |}}
5.将LED对应的引脚PA10设置为GPIO_Output
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_5.png?direct |}}
6.引脚模式配置
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_6.png?direct |}}
7.设置串口
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_7.png?direct |}}
8.在NVIC Settings一栏使能接受中断
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_8.png?direct |}}
9.时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_9.png?direct |}}
10.工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置我们只用到有限几个，其他的默认即可,IDE我们使用的是MDK V5.27
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_10.png?direct |}}
11.点击Code Generator，进行进一步配置
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_11.png?direct |}}
* **Copy all used libraries into the project folder**
* 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
* 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
* 缺点：体积大，编译时间很长
* ** Copy only the necessary library files**
* 只复制所需要的.C和.H（推荐）
* 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
* 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
* **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
* 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H
* 优点：体积小，比较节约硬盘空间
* 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
自行选择方式即可
12. 然后点击GENERATE CODE 创建工程
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_3_12.png?direct |}}
创建成功，打开工程。
===== 实验三：UART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KEILMDK 集成开发环境使用方法
==== 二、 实验设备及平台 ====
- iCore4TX 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4024-251734887.1.702b532fIH316i&id=610595120319&scene=taobao_shop|点击购买]]
- JLINK（或相同功能）仿真器[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.13.36d92b617JpZ3V&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 ====
**UART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。STM32H750IBKx具有8个UART收发器，可使用相应的代码使能后使用。
**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。
**UART时序**
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_3_1.png?direct |}}
* 空闲位：高电平。
* 启动位：一个低电平。
* 字符数据：可以选择8和9位数据位。
* 奇偶校验位：根据需要选择是否进行校验。
* 停止位：一个高电平。
* 本试验使用的芯片STM32H750IBKx，使用UART为USART_2，引脚位PD5和PD6，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iCore4T对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制ARM 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|
原理图如下图所示：
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_3_2.png?direct |}}
==== 四、 实验程序 ====
1. 主函数
int main(void)
{
int i;
char buffer[20];
HAL_Init();
SystemClock_Config(); //配置系统时钟
MX_GPIO_Init(); //初始化所有已配置的外围设备
MX_USART2_UART_Init();
usart2.initialize(115200); //串口波特率设置
i2c.initialize();
axp152.initialize();
axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA]
axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT]
axp152.set_dcdc3(3300);//[DCOUT3]
axp152.set_dcdc4(3300);//[DCOUT4]
axp152.set_aldo1(3300);//[BK3]
axp152.set_aldo2(3300);//[ALDOOUT2]
axp152.set_dldo1(3300);//[BK0]
axp152.set_dldo2(3300);//[BK1]
HAL_Delay(200);
while (1)
{
if(usart2.receive_ok_flag){ //接收完成
usart2.receive_ok_flag = 0;
for(i = 0;i < 20;i++){
buffer[i] = tolower(usart2.receive_buffer[i]);
}//比较接收信息
if(memcmp(buffer,"led_on",strlen("led_on")) == 0){
LED_ON;
usart2.printf("ok!\r\n");
}
if(memcmp(buffer,"led_off",strlen("led_off")) == 0){
LED_OFF;
usart2.printf("ok!\r\n");
}
}
}
}
2. UART结构体定义
UART_HandleTypeDef huart2;
* UART的名称定义，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
typedef struct __UART_HandleTypeDef
{
USART_TypeDef *Instance;
//UART寄存器基地址
UART_InitTypeDef Init;
//UART通信参数
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
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;
3. 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**
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
**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 huart2;别名就是huart2
*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：**
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
**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
4. 串口中断函数
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
**串口接收中断回调函数**
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
**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**
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
**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**
HAL_UART_GetState();
//判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌
==== 五、 实验步骤 ====
- 把仿真器与iCore4TX的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
- 把iCore4TX通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4TX供电；
- 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
- 烧写程序到iCore4TX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 ====
* 通过串口输入命令可以控制LED的亮灭。