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
  1. /**
  2.   ******************************************************************************
  3.   * @file    uFun.c
  4.   * @version V1.00
  5.   * @author  xld0932
  6.   * @brief   
  7.   ******************************************************************************
  8.   * @attention
  9.   *
  10.   * Copyright (c) 2019. All rights reserved.
  11.   *
  12.   ******************************************************************************
  13.   */
  16. /* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
  17. #define __UFUN_C__
  20. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  21. #include "uFun.h"
  24. /* Private constants ---------------------------------------------------------*/
  25. /* Private defines -----------------------------------------------------------*/
  26. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  29. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  30. #define uFUN_RGB(r,g,b) {TIM5->CCR1 = (g); TIM5->CCR2 = (r); TIM5->CCR3 = (b);}
  33. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  34. ADC_HandleTypeDef  hadc1;
  35. DMA_HandleTypeDef  hdma_adc1;
  36. I2C_HandleTypeDef  hi2c1;
  37. TIM_HandleTypeDef  htim1;
  38. TIM_HandleTypeDef  htim4;
  39. TIM_HandleTypeDef  htim5;
  40. TIM_HandleTypeDef  htim6;
  41. UART_HandleTypeDef huart1;
  44. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  45. static volatile uint32_t ADC_Value[100];
  48. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  51. /* Exported variables --------------------------------------------------------*/
  54. /* Exported function prototypes ----------------------------------------------*/
  55. extern void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef *htim);
  58. /**
  59. * @brief  : ADC1 Initialization Function
  60. * @param  :
  61. * @returns:
  62. * @details:
  63. */
  64. static void MX_ADC1_Init(void)
  65. {
  66.     ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
  68.     /**
  69.      * Common config
  70.      */
  71.     hadc1.Instance                    = ADC1;
  72.     hadc1.Init.ScanConvMode           = ADC_SCAN_ENABLE;
  73.     hadc1.Init.ContinuousConvMode     = ENABLE;
  74.     hadc1.Init.DiscontinuousConvMode  = DISABLE;
  75.     hadc1.Init.ExternalTrigConv       = ADC_SOFTWARE_START;
  76.     hadc1.Init.DataAlign              = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  77.     hadc1.Init.NbrOfConversion        = 2;
  78.     if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  79.     {
  80.     }
  81.     /**
  82.      * Configure Regular Channel
  83.      */
  84.     sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_12;
  85.     sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_1;
  86.     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  87.     if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  88.     {
  89.     }
  90.     /**
  91.      * Configure Regular Channel
  92.      */
  93.     sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_13;
  94.     sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_2;
  95.     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  96.     if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  97.     {
  98.     }
  100.     HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)&ADC_Value, 100);
  101. }
  104. /**
  105. * @brief  : Enable DMA controller clock
  106. * @param  :
  107. * @returns:
  108. * @details:
  109. */
  110. static void MX_DMA_Init(void)
  111. {
  112.     /* DMA controller clock enable */
  113.     __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
  115.     /* DMA interrupt init */
  116.     /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
  117.     HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0);
  118.     HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
  119. }
  122. /**
  123. * @brief  : I2C1 Initialization Function
  124. * @param  :
  125. * @returns:
  126. * @details:
  127. */
  128. static void MX_I2C1_Init(void)
  129. {
  130.     hi2c1.Instance             = I2C1;
  131.     hi2c1.Init.ClockSpeed      = 100000;
  132.     hi2c1.Init.DutyCycle       = I2C_DUTYCYCLE_2;
  133.     hi2c1.Init.OwnAddress1     = 0;
  134.     hi2c1.Init.AddressingMode  = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  135.     hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  136.     hi2c1.Init.OwnAddress2     = 0;
  137.     hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  138.     hi2c1.Init.NoStretchMode   = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  139.     if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  140.     {
  141.     }
  142. }
  145. /**
  146. * @brief  : TIM1 Initialization Function
  147. * @param  :
  148. * @returns:
  149. * @details: PWM 1kHz For BEEP
  150. */
  151. static void MX_TIM1_Init(void)
  152. {
  153.     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig               = {0};
  154.     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC                        = {0};
  155.     TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};
  157.     htim1.Instance               = TIM1;
  158.     htim1.Init.Prescaler         = 72-1;
  159.     htim1.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  160.     htim1.Init.Period            = 1000-1;
  161.     htim1.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  162.     htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  163.     htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  164.     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK)
  165.     {
  166.     }
  167.     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  168.     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  169.     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  170.     {
  171.     }
  172.     sConfigOC.OCMode       = TIM_OCMODE_PWM1;
  173.     sConfigOC.Pulse        = 500;
  174.     sConfigOC.OCPolarity   = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  175.     sConfigOC.OCNPolarity  = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
  176.     sConfigOC.OCFastMode   = TIM_OCFAST_DISABLE;
  177.     sConfigOC.OCIdleState  = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
  178.     sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
  179.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  180.     {
  181.     }
  182.     sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode  = TIM_OSSR_DISABLE;
  183.     sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
  184.     sBreakDeadTimeConfig.LockLevel        = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
  185.     sBreakDeadTimeConfig.DeadTime         = 0;
  186.     sBreakDeadTimeConfig.BreakState       = TIM_BREAK_DISABLE;
  187.     sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity    = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
  188.     sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput  = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
  189.     if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK)
  190.     {
  191.     }
  193.     HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);
  194. }
  197. /**
  198. * @brief  : TIM4 Initialization Function
  199. * @param  :
  200. * @returns:
  201. * @details: PWM 1kHz for PWMCH1 & PWMCH2
  202. */
  203. static void MX_TIM4_Init(void)
  204. {
  205.     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  206.     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC          = {0};
  208.     htim4.Instance               = TIM4;
  209.     htim4.Init.Prescaler         = 72-1;
  210.     htim4.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  211.     htim4.Init.Period            = 1000-1;
  212.     htim4.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  213.     htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  214.     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim4) != HAL_OK)
  215.     {
  216.     }
  217.     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  218.     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  219.     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  220.     {
  221.     }
  222.     sConfigOC.OCMode     = TIM_OCMODE_PWM1;
  223.     sConfigOC.Pulse      = 500;
  224.     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  225.     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  226.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  227.     {
  228.     }
  229.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)
  230.     {
  231.     }
  233.     HAL_TIM_MspPostInit(&htim4);
  234. }
  237. /**
  238. * @brief  : TIM5 Initialization Function
  239. * @param  :
  240. * @returns:
  241. * @details: PWM 1kHz for RGB
  242. */
  243. static void MX_TIM5_Init(void)
  244. {
  245.     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  246.     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC          = {0};
  248.     htim5.Instance               = TIM5;
  249.     htim5.Init.Prescaler         = 72-1;
  250.     htim5.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  251.     htim5.Init.Period            = 256-1;
  252.     htim5.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  253.     htim5.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  254.     if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim5) != HAL_OK)
  255.     {
  256.     }
  257.     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  258.     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  259.     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim5, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  260.     {
  261.     }
  262.     sConfigOC.OCMode     = TIM_OCMODE_PWM1;
  263.     sConfigOC.Pulse      = 8;
  264.     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;
  265.     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  266.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  267.     {
  268.     }
  269.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  270.     {
  271.     }
  272.     if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim5, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  273.     {
  274.     }
  276.     HAL_TIM_MspPostInit(&htim5);
  278.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_1);
  279.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_2);
  280.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim5, TIM_CHANNEL_3);
  281. }
  284. /**
  285. * @brief  : TIM6 Initialization Function : 1ms
  286. * @param  :
  287. * @returns:
  288. * @details: For System Run Tick
  289. */
  290. static void MX_TIM6_Init(void)
  291. {
  292.     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  294.     htim6.Instance               = TIM6;
  295.     htim6.Init.Prescaler         = 72-1;
  296.     htim6.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
  297.     htim6.Init.Period            = 1000-1;
  298.     htim6.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  299.     if (HAL_TIM_Base_Init(&htim6) != HAL_OK)
  300.     {
  301.     }
  302.     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  303.     sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  304.     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim6, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  305.     {
  306.     }
  307.     if (HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6) != HAL_OK)
  308.     {
  309.     }
  310. }
  313. /**
  314. * @brief  : USART1 Initialization Function
  315. * @param  :
  316. * @returns:
  317. * @details:
  318. */
  319. static void MX_USART1_UART_Init(void)
  320. {
  321.     huart1.Instance          = USART1;
  322.     huart1.Init.BaudRate     = 115200;
  323.     huart1.Init.WordLength   = UART_WORDLENGTH_8B;
  324.     huart1.Init.StopBits     = UART_STOPBITS_1;
  325.     huart1.Init.Parity       = UART_PARITY_NONE;
  326.     huart1.Init.Mode         = UART_MODE_TX_RX;
  327.     huart1.Init.HwFlowCtl    = UART_HWCONTROL_NONE;
  328.     huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  329.     if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  330.     {
  331.     }
  333.     SET_BIT(huart1.Instance->CR1, USART_CR1_PEIE | USART_CR1_RXNEIE);
  334. }
  337. /**
  338. * @brief  : GPIO Initialization Function
  339. * @param  :
  340. * @returns:
  341. * @details:
  342. */
  343. static void MX_GPIO_Init(void)
  344. {
  345.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  347.     /* GPIO Ports Clock Enable */
  348.     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  349.     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  350.     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  351.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  353.     /*Configure GPIO pins : KEY1_Pin KEY0_Pin */
  354.     GPIO_InitStruct.Pin  = KEY1_Pin | KEY0_Pin;
  355.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  356.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  357.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
  359.     /*Configure GPIO pins : KEY2_Pin KEY3_Pin G_INT_Pin */
  360.     GPIO_InitStruct.Pin  = KEY2_Pin | KEY3_Pin | G_INT_Pin;
  361.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  362.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  363.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  365.     /*Configure GPIO pin Output Level */
  366.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
  368.     /*Configure LED GPIO pin : PA3 */
  369.     GPIO_InitStruct.Pin   = LED_Pin;
  370.     GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  371.     GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;
  372.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  373.     HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  374. }
  377. /**
  378. * @brief  :
  379. * @param  :
  380. * @returns:
  381. * @details:
  382. */
  383. void uFUN_Init(void)
  384. {
  385.     uint8_t flag = 0;
  387.     /* Initialize all configured peripherals */
  388.     MX_GPIO_Init();
  389.     MX_DMA_Init();
  390.     MX_ADC1_Init();
  391.     if(flag) MX_I2C1_Init();
  392.     MX_TIM1_Init();
  393.     MX_TIM4_Init();
  394.     MX_TIM5_Init();
  395.     MX_TIM6_Init();
  397.     MX_USART1_UART_Init();
  398. }
  402. /**
  403. * @brief  :
  404. * @param  :
  405. * @returns:
  406. * @details:
  407. */
  408. void uFUN_TestBEEP(void)
  409. {
  410.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  412.     HAL_Delay(250);
  414.     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  415. }
  418. /**
  419. * @brief  :
  420. * @param  :
  421. * @returns:
  422. * @details:
  423. */
  424. void uFUN_TestPWMn(void)
  425. {
  426.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
  427.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_4);
  429.     HAL_Delay(1000);
  431.     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
  432.     HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4, TIM_CHANNEL_4);
  433. }
  436. /**
  437. * @brief  :
  438. * @param  :
  439. * @returns:
  440. * @details:
  441. */
  442. void uFUN_TestRGB(void)
  443. {
  444.     uFUN_RGB(255, 0, 0); HAL_Delay(500);
  445.     uFUN_RGB(0, 255, 0); HAL_Delay(500);
  446.     uFUN_RGB(0, 0, 255); HAL_Delay(500);
  448.     uFUN_RGB(16, 16, 16);
  449. }
  452. /**
  453. * @brief  :
  454. * @param  :
  455. * @returns:
  456. * @details:
  457. */
  458. void uFUN_TestLED(void)
  459. {
  460.     uint8_t i = 0;
  462.     for(i = 0; i < 10; i++)
  463.     {
  464.         if((i % 2) == 0)
  465.         {
  466.             HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);  //---ON
  467.         }
  468.         else
  469.         {
  470.             HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);    //---OFF
  471.         }
  473.         HAL_Delay(100);
  474.     }
  475. }
  478. /**
  479. * @brief  :
  480. * @param  :
  481. * @returns:
  482. * @details:
  483. */
  484. void uFUN_TestADC(void)
  485. {
  486.     uint32_t i = 0, AD_SIG1 = 0, AD_SIG2 = 0;
  488.     for(i = 0; i < 100;)
  489.     {
  490.         AD_SIG1 += ADC_Value[i++];
  491.         AD_SIG2 += ADC_Value[i++];
  492.     }
  494.     AD_SIG1 /= 50;
  495.     AD_SIG2 /= 50;
  497.     printf("%d, %d\r\n", AD_SIG1, AD_SIG2);
  498. }
  501. /**
  502. * @brief  :
  503. * @param  :
  504. * @returns:
  505. * @details:
  506. */
  507. void uFUN_TestI2C(void)
  508. {
  509. }
  512. /**
  513. * @brief  :
  514. * @param  :
  515. * @returns:
  516. * @details:
  517. */
  518. void uFUN_Test(void)
  519. {
  520.     printf("\r\n----------uFun Hardware Test----------\r\n");
  522.     printf("Test BEEP\r\n");
  523.     uFUN_TestBEEP();
  525.     printf("Test PWM\r\n");
  526.     uFUN_TestPWMn();
  528.     printf("Test LED\r\n");
  529.     uFUN_TestLED();
  531.     printf("Test RGB\r\n");
  532.     uFUN_TestRGB();
  534.     printf("Test ADC :: ");
  535.     uFUN_TestADC();
  537.     printf("Test I2C\r\n");
  538.     uFUN_TestI2C();
  540.     printf("--------------------------------------\r\n\r\n");
  541. }
  544. /************************ (C) COPYRIGHT ************************END OF FILE****/

5.运行结果

 20.png 2.png

6.工程代码

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