本帖最后由 xld0932 于 2019-6-4 19:42 编辑

1.概述

欲先善其事,必先利其器。开发应用程序的基础就是基于底层硬件驱动的实现,欲先修炼如来神掌,必先打通任督二脉^_^,本文将说明基于uFun开发板板载资源的硬件调试测试和运行,为后期的实现应用层打好基础。

2.硬件准备

2.1.uFun开发板及其它
1.jpg

说明:
uFun开发板、调试烧录工具使用J-LINK V9.6,使用SWD接口、示波器等。

2.2.uFun开发板板载资源分配

3.png

说明:
根据uFun开发板的原理图,再结合MCU的引脚资源,对uFun开发板板载资源进行设计规划;在后期的实际调试中PWM_R和PWM_G的硬件对调了,所以如上图中的更正了一下。

3.STM32CubeMX设置

3.1.RCC设置如下图,根据原理图得。

4.png

3.2.SYS设置如下图,将Debug选择Serial Wire,即为SWD接口调试。

5.png

3.3.ADC设置如下图,配置AD_SIG1和AD_SIG2,分别为ADC1的IN12和IN13,ADC的数据采集使用DMA方式,启动ADC转换后,MCU自动完成。

6.png 7.png 8.png

3.4.TIM1设置如下图,使用TIM1的Channel1产生1kHz的PWM波形驱动无源蜂鸣器发出声音。

9.png 10.png

3.5.TIM4设置如下图,使用TIM4的Channel3和Channel4这两个通道产生频率为1kHz,点空比为50%的PWM波形输出,通过示波器测量PWMCH1和PWMCH2的输出波形。

11.png 12.png

3.6.TIM5设置如下图,使用TIM5的Channel1、Channel2和Channel3这3个通道生产PWM波形输出,通过控制输出PWM波形的点空比来控制RGB灯的显示颜色。


13.png 14.png

3.7.TIM6设置如下图,使用TIM6的计数中断功能,给系统运行的时间根本提供时间基准,每间隔1ms产生一次中断。

15.png

3.8.USART1设置如下图,使用USART1通过USB转串口芯片CH340与PC实现数据通讯。

16.png

3.9.I2C设置如下图,使用I2C1串行总线与传感器进行数据通讯。

17.png 18.png

3.10.GPIO设置如下图,将LED的控制引脚配置为输出,将按键KEY的控制引脚配置为输入。

19.png

4.主要程序
/**
  •   ******************************************************************************
  •   * @file    uFun.c
  •   * @version V1.00
  •   * @author  xld0932
  •   * @brief   
  •   ******************************************************************************
  •   * @attention
  •   *
  •   * Copyright (c) 2019. All rights reserved.
  •   *
  •   ******************************************************************************
  •   */
  • /* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
  • #define __UFUN_C__
  • /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  • #include "uFun.h"
  • /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  • /* Private defines -----------------------------------------------------------*/
  • /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  • /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  • #define uFUN_RGB(r,g,b) {TIM5->CCR1 = (g); TIM5->CCR2 = (r); TIM5->CCR3 = (b);}
  • /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  • ADC_HandleTypeDef  hadc1;
  • DMA_HandleTypeDef  hdma_adc1;
  • I2C_HandleTypeDef  hi2c1;
  • TIM_HandleTypeDef  htim1;
  • TIM_HandleTypeDef  htim4;
  • TIM_HandleTypeDef  htim5;
  • TIM_HandleTypeDef  htim6;
  • UART_HandleTypeDef huart1;
  • /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  • static volatile uint32_t ADC_Value[100];
  • /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  • /* Exported variables --------------------------------------------------------*/
  • /* Exported function prototypes ----------------------------------------------*/
  • extern void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef *htim);
  • /**
  • * @brief  : ADC1 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • static void MX_ADC1_Init(void)
  • {
  •     ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
  •     /**
  •      * Common config
  •      */
  •     hadc1.Instance                    = ADC1;
  •     hadc1.Init.ScanConvMode           = ADC_SCAN_ENABLE;
  •     hadc1.Init.ContinuousConvMode     = ENABLE;
  •     hadc1.Init.DiscontinuousConvMode  = DISABLE;
  •     hadc1.Init.ExternalTrigConv       = ADC_SOFTWARE_START;
  •     hadc1.Init.DataAlign              = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  •     hadc1.Init.NbrOfConversion        = 2;
  •     if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     /**
  •      * Configure Regular Channel
  •      */
  •     sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_12;
  •     sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_1;
  •     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  •     if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     /**
  •      * Configure Regular Channel
  •      */
  •     sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_13;
  •     sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_2;
  •     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  •     if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)&ADC_Value, 100);
  • }
  • /**
  • * @brief  : Enable DMA controller clock
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • static void MX_DMA_Init(void)
  • {
  •     /* DMA controller clock enable */
  •     __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
  •     /* DMA interrupt init */
  •     /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
  •     HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
  •     HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
  • }
  • /**
  • * @brief  : I2C1 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • static void MX_I2C1_Init(void)
  • {
  •     hi2c1.Instance             = I2C1;
  •     hi2c1.Init.ClockSpeed      = 100000;
  •     hi2c1.Init.DutyCycle       = I2C_DUTYCYCLE_2;
  •     hi2c1.Init.OwnAddress1     = 0;
  •     hi2c1.Init.AddressingMode  = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  •     hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  •     hi2c1.Init.OwnAddress2     = 0;
  •     hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  •     hi2c1.Init.NoStretchMode   = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  •     if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  • }
  • /**
  • * @brief  : TIM1 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details: PWM 1kHz For BEEP
  • */
  • static void MX_TIM1_Init(void)
  • {
  •     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig               = {0};
  •     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC                        = {0};
  •     TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};
  •     htim1.Instance               = TIM1;
  •     htim1.Init.Prescaler         = 72-1;
  •     htim1.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  •     htim1.Init.Period            = 1000-1;
  •     htim1.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  •     htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  •     htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  •     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  •     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  •     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sConfigOC.OCMode       = TIM_OCMODE_PWM1;
  •     sConfigOC.Pulse        = 500;
  •     sConfigOC.OCPolarity   = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  •     sConfigOC.OCNPolarity  = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
  •     sConfigOC.OCFastMode   = TIM_OCFAST_DISABLE;
  •     sConfigOC.OCIdleState  = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
  •     sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode  = TIM_OSSR_DISABLE;
  •     sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
  •     sBreakDeadTimeConfig.LockLevel        = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
  •     sBreakDeadTimeConfig.DeadTime         = 0;
  •     sBreakDeadTimeConfig.BreakState       = TIM_BREAK_DISABLE;
  •     sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity    = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
  •     sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput  = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
  •     if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);
  • }
  • /**
  • * @brief  : TIM4 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details: PWM 1kHz for PWMCH1 & PWMCH2
  • */
  • static void MX_TIM4_Init(void)
  • {
  •     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  •     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC          = {0};
  •     htim4.Instance               = TIM4;
  •     htim4.Init.Prescaler         = 72-1;
  •     htim4.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  •     htim4.Init.Period            = 1000-1;
  •     htim4.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  •     htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  •     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim4) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  •     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  •     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sConfigOC.OCMode     = TIM_OCMODE_PWM1;
  •     sConfigOC.Pulse      = 500;
  •     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  •     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     HAL_TIM_MspPostInit(&htim4);
  • }
  • /**
  • * @brief  : TIM5 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details: PWM 1kHz for RGB
  • */
  • static void MX_TIM5_Init(void)
  • {
  •     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  •     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC          = {0};
  •     htim5.Instance               = TIM5;
  •     htim5.Init.Prescaler         = 72-1;
  •     htim5.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  •     htim5.Init.Period            = 256-1;
  •     htim5.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  •     htim5.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  •     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim5) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  •     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  •     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim5, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sConfigOC.OCMode     = TIM_OCMODE_PWM1;
  •     sConfigOC.Pulse      = 8;
  •     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;
  •     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     HAL_TIM_MspPostInit(&htim5);
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_1);
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_2);
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_3);
  • }
  • /**
  • * @brief  : TIM6 Initialization Function : 1ms
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details: For System Run Tick
  • */
  • static void MX_TIM6_Init(void)
  • {
  •     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  •     htim6.Instance               = TIM6;
  •     htim6.Init.Prescaler         = 72-1;
  •     htim6.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  •     htim6.Init.Period            = 1000-1;
  •     htim6.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  •     if (HAL_TIM_Base_Init(&htim6) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  •     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  •     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim6, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     if (HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  • }
  • /**
  • * @brief  : USART1 Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • static void MX_USART1_UART_Init(void)
  • {
  •     huart1.Instance          = USART1;
  •     huart1.Init.BaudRate     = 115200;
  •     huart1.Init.WordLength   = UART_WORDLENGTH_8B;
  •     huart1.Init.StopBits     = UART_STOPBITS_1;
  •     huart1.Init.Parity       = UART_PARITY_NONE;
  •     huart1.Init.Mode         = UART_MODE_TX_RX;
  •     huart1.Init.HwFlowCtl    = UART_HWCONTROL_NONE;
  •     huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  •     if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  •     {
  •     }
  •     SET_BIT(huart1.Instance->CR1, USART_CR1_PEIE | USART_CR1_RXNEIE);
  • }
  • /**
  • * @brief  : GPIO Initialization Function
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • static void MX_GPIO_Init(void)
  • {
  •     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  •     /* GPIO Ports Clock Enable */
  •     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  •     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  •     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  •     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  •     /*Configure GPIO pins : KEY1_Pin KEY0_Pin */
  •     GPIO_InitStruct.Pin  = KEY1_Pin | KEY0_Pin;
  •     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  •     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  •     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
  •     /*Configure GPIO pins : KEY2_Pin KEY3_Pin G_INT_Pin */
  •     GPIO_InitStruct.Pin  = KEY2_Pin | KEY3_Pin | G_INT_Pin;
  •     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  •     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  •     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  •     /*Configure GPIO pin Output Level */
  •     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
  •     /*Configure LED GPIO pin : PA3 */
  •     GPIO_InitStruct.Pin   = LED_Pin;
  •     GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  •     GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;
  •     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  •     HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_Init(void)
  • {
  •     uint8_t flag = 0;
  •     /* Initialize all configured peripherals */
  •     MX_GPIO_Init();
  •     MX_DMA_Init();
  •     MX_ADC1_Init();
  •     if(flag) MX_I2C1_Init();
  •     MX_TIM1_Init();
  •     MX_TIM4_Init();
  •     MX_TIM5_Init();
  •     MX_TIM6_Init();
  •     MX_USART1_UART_Init();
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestBEEP(void)
  • {
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  •     HAL_Delay(250);
  •     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestPWMn(void)
  • {
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
  •     HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_4);
  •     HAL_Delay(1000);
  •     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
  •     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4, TIM_CHANNEL_4);
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestRGB(void)
  • {
  •     uFUN_RGB(255, 0, 0); HAL_Delay(500);
  •     uFUN_RGB(0, 255, 0); HAL_Delay(500);
  •     uFUN_RGB(0, 0, 255); HAL_Delay(500);
  •     uFUN_RGB(16, 16, 16);
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestLED(void)
  • {
  •     uint8_t i = 0;
  •     for(i = 0; i < 10; i++)
  •     {
  •         if((i % 2) == 0)
  •         {
  •             HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);  //---ON
  •         }
  •         else
  •         {
  •             HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);    //---OFF
  •         }
  •         HAL_Delay(100);
  •     }
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestADC(void)
  • {
  •     uint32_t i = 0, AD_SIG1 = 0, AD_SIG2 = 0;
  •     for(i = 0; i < 100;)
  •     {
  •         AD_SIG1 += ADC_Value[i++];
  •         AD_SIG2 += ADC_Value[i++];
  •     }
  •     AD_SIG1 /= 50;
  •     AD_SIG2 /= 50;
  •     printf("%d, %d\r\n", AD_SIG1, AD_SIG2);
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_TestI2C(void)
  • {
  • }
  • /**
  • * @brief  :
  • * @param  :
  • * @returns:
  • * @details:
  • */
  • void uFUN_Test(void)
  • {
  •     printf("\r\n----------uFun Hardware Test----------\r\n");
  •     printf("Test BEEP\r\n");
  •     uFUN_TestBEEP();
  •     printf("Test PWM\r\n");
  •     uFUN_TestPWMn();
  •     printf("Test LED\r\n");
  •     uFUN_TestLED();
  •     printf("Test RGB\r\n");
  •     uFUN_TestRGB();
  •     printf("Test ADC :: ");
  •     uFUN_TestADC();
  •     printf("Test I2C\r\n");
  •     uFUN_TestI2C();
  •     printf("--------------------------------------\r\n\r\n");
  • }
  • /************************ (C) COPYRIGHT ************************END OF FILE****/
  • 复制代码

    5.运行结果

    20.png 2.png

    6.工程代码

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