原创 stm32学习3

 2011-4-10 22:35  3652 3 3 分类: 工业电子

深入浅出STM32 (3)

STM32笔记之八：来跟PC打个招呼，基本串口通讯

a) 目的：在基础实验成功的基础上，对串口的调试方法进行实践。硬件代码顺利完成之后，对日后调试需要用到的printf重定义进行调试，固定在自己的库函数中。

b) 初始化函数定义：

void USART_Configuration(void);        //定义串口初始化函数

c) 初始化函数调用：

void UART_Configuration(void); //串口初始化函数调用

初始化代码：

void USART_Configuration(void)                      //串口初始化函数

{

//串口参数初始化

   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;              //串口设置恢复默认参数

//初始化参数设置

   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;                                  //波特率9600

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长8位

   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                 //1位停止字节

   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;                   //无奇偶校验

   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无流控制

   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//打开Rx接收和Tx发送功能

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);                                         //初始化

   USART_Cmd(USART1, ENABLE);                                                       //启动串口

}

RCC中打开相应串口

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 , ENABLE);

GPIO里面设定相应串口管脚模式

//串口1的管脚初始化

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                      //管脚9

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //复用推挽输出

   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                            //TX初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;                    //管脚10

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                             //RX初始化

d) 简单应用：

发送一位字符

USART_SendData(USART1, 数据); //发送一位数据

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待发送完毕

接收一位字符

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET){} //等待接收完毕

变量= (USART_ReceiveData(USART1)); //接受一个字节

发送一个字符串

先定义字符串：char rx_data[250];

   然后在需要发送的地方添加如下代码

   int i;                                                                   //定义循环变量

while(rx_data!='\0')                                        //循环逐字输出，到结束字'\0'

{USART_SendData(USART1, rx_data);          //发送字符

    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待字符发送完毕

    i++;}

e) USART注意事项：

发动和接受都需要配合标志等待。

只能对一个字节操作，对字符串等大量数据操作需要写函数

使用串口所需设置：RCC初始化里面打开RCC_APB2PeriphClockCmd

(RCC_APB2Periph_USARTx);GPIO里面管脚设定：串口RX（50Hz，IN_FLOATING）；串口TX（50Hz，AF_PP）；

f) printf函数重定义（不必理解，调试通过以备后用）

（1）需要c标准函数：

＃i nclude "stdio.h"

（2）粘贴函数定义代码

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)   //定义为putchar应用

（3） RCC中打开相应串口

（4） GPIO里面设定相应串口管脚模式

（6）增加为putchar函数。

int putchar(int c)                                           //putchar函数

{

   if (c == '\n'){putchar('\r');}                                //将printf的\n变成\r

   USART_SendData(USART1, c);                                  //发送字符

   while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待发送结束

   return c;                                                     //返回值

}

（8）通过，试验成功。printf使用变量输出:%c字符，%d整数，%f浮点数,%s字符串，/n或/r为换行。注意：只能用于main.c中。

3、 NVIC串口中断的应用

a) 目的：利用前面调通的硬件基础，和几个函数的代码，进行串口的中断输入练习。因为在实际应用中，不使用中断进行的输入是效率非常低的，这种用法很少见，大部分串口的输入都离不开中断。

b) 初始化函数定义及函数调用：不用添加和调用初始化函数，在指定调试地址的时候已经调用过，在那个NVIC_Configuration里面添加相应开中断代码就行了。

c) 过程：

i. 在串口初始化中USART_Cmd之前加入中断设置：

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//TXE发送中断，TC传输完成中断，RXNE接收中断，PE奇偶错误中断，可以是多个。

ii. RCC、GPIO里面打开串口相应的基本时钟、管脚设置

iii. NVIC里面加入串口中断打开代码：

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断默认参数

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;//通道设置为串口1中断

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //中断占先等级0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;              //中断响应优先级0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          //打开中断

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                              //初始化

iv. 在stm32f10x_it.c文件中找到void USART1_IRQHandler函数，在其中添入执行代码。一般最少三个步骤：先使用if语句判断是发生那个中断，然后清除中断标志位，最后给字符串赋值，或做其他事情。

void USART1_IRQHandler(void)                            //串口1中断

{

char RX_dat;                                                       //定义字符变量

   if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)   //判断发生接收中断

   {USART_ClearITPendingBit(USART1,   USART_IT_RXNE);       //清除中断标志

    GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)0x01);          //开始传输

RX_dat=USART_ReceiveData(USART1) & 0x7F;                       //接收数据，整理除去前两位

USART_SendData(USART1, RX_dat);                                     //发送数据

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){}//等待发送结束

   }

}

d) 中断注意事项：

可以随时在程序中使用USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);来关闭中断响应。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure定义一定要加在NVIC初始化模块的第一句。

全局变量与函数的定义：在任意.c文件中定义的变量或函数，在其它.c文件中使用extern+定义代码再次定义就可以直接调用了。

STM32笔记之九：打断它来为我办事，EXIT (外部I/O中断)应用

a) 目的：跟串口输入类似，不使用中断进行的IO输入效率也很低，而且可以通过EXTI插入按钮事件，本节联系EXTI中断。

b) 初始化函数定义：

void EXTI_Configuration(void); //定义IO中断初始化函数

c) 初始化函数调用：

EXTI_Configuration();//IO中断初始化函数调用简单应用：

d) 初始化函数：

void EXTI_Configuration(void)

{ EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //EXTI初始化结构定义

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_LINE_KEY_BUTTON);//清除中断标志

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource3);//管脚选择

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource4);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource5);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource6);

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//事件选择

   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//触发模式

   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3 | EXTI_Line4; //线路选择

   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//启动中断

   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//初始化

}

e) RCC初始化函数中开启I/O时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

GPIO初始化函数中定义输入I/O管脚。

//IO输入，GPIOA的4脚输入

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;       //上拉输入

   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);             //初始化

f) 在NVIC的初始化函数里面增加以下代码打开相关中断：

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel; //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//占先级

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //响应级

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //启动

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化

g) 在stm32f10x_it.c文件中找到void USART1_IRQHandler函数，在其中添入执行代码。一般最少三个步骤：先使用if语句判断是发生那个中断，然后清除中断标志位，最后给字符串赋值，或做其他事情。

   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3) != RESET)                               //判断中断发生来源

{ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);                                        //清除中断标志

USART_SendData(USART1, 0x41);                                           //发送字符“a”

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_2, (BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2)));//LED发生明暗交替

}

h) 中断注意事项：

中断发生后必须清除中断位，否则会出现死循环不断发生这个中断。然后需要对中断类型进行判断再执行代码。

使用EXTI的I/O中断，在完成RCC与GPIO硬件设置之后需要做三件事：初始化EXTI、NVIC开中断、编写中断执行代码。

STM32笔记之十：工作工作，PWM输出

a) 目的：基础PWM输出，以及中断配合应用。输出选用PB1，配置为TIM3_CH4，是目标板的LED6控制脚。

b) 对于简单的PWM输出应用，暂时无需考虑TIM1的高级功能之区别。

c) 初始化函数定义：

void TIM_Configuration(void);   //定义TIM初始化函数

d) 初始化函数调用：

TIM_Configuration();   //TIM初始化函数调用

e) 初始化函数，不同于前面模块，TIM的初始化分为两部分——基本初始化和通道初始化：

void TIM_Configuration(void)//TIM初始化函数

{

   TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;//定时器初始化结构

   TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;//通道输出初始化结构

//TIM3初始化

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;        //周期0～FFFF

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5;       //时钟分频

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;    //时钟分割

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//模式

   TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //基本初始化

   TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC4, ENABLE);//打开中断，中断需要这行代码

   //TIM3通道初始化

   TIM_OCStructInit(& TIM_OCInitStructure);                                              //默认参数

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;                    //工作状态

   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;       //设定为输出，需要PWM输出才需要这行代码

   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x2000;                   //占空长度

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                 //高电平

   TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);                   //通道初始化

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                                                      //启动TIM3

}

f) RCC初始化函数中加入TIM时钟开启：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM3, ENABLE);

g) GPIO里面将输入和输出管脚模式进行设置。信号：AF_PP，50MHz。

h) 使用中断的话在NVIC里添加如下代码：

//打开TIM2中断

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;   //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;//占先级

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;           //响应级

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;       //启动

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                            //初始化

中断代码：

void TIM2_IRQHandler(void)

{

   if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC4) != RESET)    //判断中断来源

   {

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC4);          //清除中断标志

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11)));//变换LED色彩

IC4value = TIM_GetCapture4(TIM2);                //获取捕捉数值

   }

}

i) 简单应用：

//改变占空比

TIM_SetCompare4(TIM3, 变量);

j) 注意事项：

管脚的IO输出模式是根据应用来定，比如如果用PWM输出驱动LED则应该将相应管脚设为AF_PP，否则单片机没有输出

我的测试程序可以发出不断循环三种波长并捕获，对比结果如下：

捕捉的稳定性很好，也就是说，同样的方波捕捉到数值相差在一两个数值。

捕捉的精度跟你设置的滤波器长度有关，在这里

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x4;        //滤波设置，经历几个周期跳变认定波形稳定0x0～0xF

这个越长就会捕捉数值越小，但是偏差几十个数值，下面是0、4、16个周期滤波的比较，out是输出的数值，in是捕捉到的。

现在有两个疑问：

1、在TIM2的捕捉输入通道初始化里面这句

TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2); //选择时钟触发源

按照硬件框图，4通道应该对应TI4FP4。可是实际使用TI1FP1，TI2FP2都行，其他均编译错误未注册。这是为什么？
2、关闭调试器和IAR程序，直接供电跑出来的结果第一个周期很正常，当输出脉宽第二次循环变小后捕捉的数值就差的远了。不知道是为什么

                                                      时钟不息工作不止，systic时钟应用

a) 目的：使用系统时钟来进行两项实验——周期执行代码与精确定时延迟。

b) 初始化函数定义：

void SysTick_Configuration(void);

c) 初始化函数调用：

SysTick_Configuration();

d) 初始化函数：

void SysTick_Configuration(void)

{

   SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//时钟除8

   SysTick_SetReload(250000);                                                 //计数周期长度

   SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);                //启动计时器

   SysTick_ITConfig(ENABLE);                                                     //打开中断

}

e) 在NVIC的初始化函数里面增加以下代码打开相关中断：

NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 1, 0);//中断等级设置，一般设置的高一些会少受其他影响

f) 在stm32f10x_it.c文件中找到void SysTickHandler 函数

void SysTickHandler(void)

{

执行代码

}

g) 简单应用：精确延迟函数，因为systic中断往往被用来执行周期循环代码，所以一些例程中使用其中断的启动和禁止来编写的精确延时函数实际上不实用，我自己编写了精确计时函数反而代码更精简，思路更简单。思路是调用后，变量清零，然后使用时钟来的曾变量，不断比较变量与延迟的数值，相等则退出函数。代码和步骤如下：

i. 定义通用变量：u16 Tic_Val=0; //变量用于精确计时

ii. 在stm32f10x_it.c文件中相应定义：

extern u16 Tic_Val;//在本文件引用MAIN.c定义的精确计时变量

iii. 定义函数名称：void Tic_Delay(u16 Tic_Count);//精确延迟函数

iv. 精确延时函数：

void Tic_Delay(u16 Tic_Count)             //精确延时函数

{ Tic_Val=0;                         //变量清零

   while(Tic_Val != Tic_Count){printf("");}//计时

}

v. 在stm32f10x_it.c文件中void SysTickHandler 函数里面添加

    Tic_Val++;//变量递增

vi. 调用代码：Tic_Delay(10); //精确延时

vii. 疑问：如果去掉计时行那个没用的printf("");函数将停止工作，这个现象很奇怪

C语言功底问题。是的，那个“注意事项”最后的疑问的原因就是这个

Tic_Val应该改为vu16

while(Tic_Val != Tic_Count){printf("");}//计时

就可以改为：

while(Tic_Val != Tic_Count);              //检查变量是否计数到位

STM32笔记之十三：恶搞，两只看门狗

a) 目的：

了解两种看门狗（我叫它：系统运行故障探测器和独立系统故障探测器，新手往往被这个并不形象的象形名称搞糊涂）之间的区别和基本用法。

b) 相同：

都是用来探测系统故障，通过编写代码定时发送故障清零信号（高手们都管这个代码叫做“喂狗”），告诉它系统运行正常。一旦系统故障，程序清零代码（“喂狗”）无法执行，其计数器就会计数不止，直到记到零并发生故障中断（狗饿了开始叫唤），控制CPU重启整个系统（不行啦，开始咬人了，快跑……）。

c) 区别：

独立看门狗Iwdg——我的理解是独立于系统之外，因为有独立时钟，所以不受系统影响的系统故障探测器。（这条狗是借来的，见谁偷懒它都咬！）主要用于监视硬件错误。

窗口看门狗wwdg——我的理解是系统内部的故障探测器，时钟与系统相同。如果系统时钟不走了，这个狗也就失去作用了。（这条狗是老板娘养的，老板不干活儿他不管！）主要用于监视软件错误。

d) 初始化函数定义：鉴于两只狗作用差不多，使用过程也差不多初始化函数栓一起了，用的时候根据情况删减。

void WDG_Configuration(void);

e) 初始化函数调用：

WDG_Configuration();

f) 初始化函数

void WDG_Configuration()             //看门狗初始化

{

//软件看门狗初始化

   WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8); //时钟8分频4ms

// (PCLK1/4096)/8= 244 Hz (~4 ms)

WWDG_SetWindowValue(65);             //计数器数值

   WWDG_Enable(127);                //启动计数器，设置喂狗时间

// WWDG timeout = ~4 ms * 64 = 262 ms

WWDG_ClearFlag();                //清除标志位

   WWDG_EnableIT();                    //启动中断

//独立看门狗初始化

   IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//启动寄存器读写

   IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_32);//40K时钟32分频

   IWDG_SetReload(349);                 //计数器数值

   IWDG_ReloadCounter();             //重启计数器

   IWDG_Enable();                       //启动看门狗

}

g) RCC初始化：只有软件看门狗需要时钟初始化，独立看门狗有自己的时钟不需要但是需要systic工作相关设置。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);

h) 独立看门狗使用systic的中断来喂狗，所以添加systic的中断打开代码就行了。软件看门狗需要在NVIC打开中断添加如下代码：

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQChannel; //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //占先中断等级

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;    //响应中断优先级

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                      //打开中断

i) 中断程序，软件看门狗在自己的中断中喂狗，独立看门狗需要使用systic的定时中断来喂狗。以下两个程序都在stm32f10x_it.c文件中。

void WWDG_IRQHandler(void)

{

   WWDG_SetCounter(0x7F);       //更新计数值

WWDG_ClearFlag();             //清除标志位

}

void SysTickHandler(void)

{   IWDG_ReloadCounter();       //重启计数器（喂狗）

}

j) 注意事项：

i. 有狗平常没事情可以不理，但是千万别忘了喂它，否则死都不知道怎么死的！

ii. 初始化程序的调用一定要在systic的初始化之后。

iii. 独立看门狗需要systic中断来喂，但是systic做别的用处不能只做这件事，所以我写了如下几句代码，可以不影响systic的其他应用，其他systic周期代码也可参考：

第一步：在stm32f10x_it.c中定义变量

int Tic_IWDG;           //喂狗循环程序的频率判断变量

第二步：将SysTickHandler中喂狗代码改为下面：

Tic_IWDG++;          //变量递增

if(Tic_IWDG>=100)    //每100个systic周期喂狗

{   IWDG_ReloadCounter();//重启计数器（喂狗）

   Tic_IWDG=0;       //变量清零

}

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