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STM32串口通信之超级终端控制LED灯

发布时间:2020-06-06 发布时间:
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一、硬件介绍


本程序使用开发板:STM32-PZ6806L


1、GPIO控制LED


开发板中LED的硬件电路参看:直接通过寄存器地址操作控制LED灯


2、串口


开发板中连接了MCU的2个串口,分别为USART1和USART3,其中USART1通过CH340G接PC端USB口,实现USB转串口功能,可以用于程序下载和串口通信,但通过PC端的超级终端连接时不能连接,所以本程序使用开发板上的另一个串口USART3,该串口信号转换成RS232,通过直连串口线与PC端的COM口相连,可以实现与超级终端通信。


开发板串口的硬件连接图请参考:STM32串口通信之Hello


二、项目创建与配置


请参看《STM32串口通信之Hello》中的“使用库函数的串口程序项目配置”,在此基础上,在"User"文件夹下新建"Led"文件夹,并将该文件夹配置在"C/C++"选项卡中的"Include Paths"包含文件路径中。


三、LED灯控制


1、新建"Led.h"文件并保存在"User/Led"文件夹下,内容如下:


#ifndef __LED__H


#define __LED__H


#include "stm32f10x.h"


#define LED_PORT     GPIOC


#define LED_PIN        (GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7)


#define LED_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOC


#define LED1 GPIO_Pin_0


#define LED2 GPIO_Pin_1


#define LED3 GPIO_Pin_2


#define LED4 GPIO_Pin_3


#define LED5 GPIO_Pin_4


#define LED6 GPIO_Pin_5


#define LED7 GPIO_Pin_6


#define LED8 GPIO_Pin_7


 


void LED_Init(void);


void LED_On(u8 x, u8 en);


#endif


2、新建"Led.c"文件并保存在"User/Led"文件夹下,内容如下:


#include "led.h"


void LED_Init()


{


         GPIO_InitTypeDef GPIOC_0_mode;


         RCC_APB2PeriphClockCmd( LED_PORT_RCC, ENABLE );           //使能GPIOC时钟


         GPIOC_0_mode.GPIO_Pin = LED_PIN;


         GPIOC_0_mode.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;


         GPIOC_0_mode.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;


         GPIO_Init(GPIOC, &GPIOC_0_mode);


}


void LED_On(u8 x, u8 en)


{


         uint16_t led[] = {LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6,LED7,LED8};


         if(x


                   return;


         if(en=='y')


                   GPIO_ResetBits(LED_PORT,led[x-0x31]);


         else


                   GPIO_SetBits(LED_PORT,led[x-0x31]);


}


LED_Init函数使能GPIOC时钟,设置GPIOC_0~GPIOC_7为推挽输出模式,LED_On函数根据参数x和en来设置单个LED灯的亮灭状态,调用函数GPIO_ResetBits来复位管脚,即点亮LED灯,调用函数GPIO_SetBits来置位管脚,即灭LED灯。x参数为第几个LED灯的数字字符,en参数为'y'字符或'n'字符,'y'表示点亮,'n'表示灭灯。


四、串口通信程序


该串口通信采用USART3,发送数据采用查询方式,接收数据采用中断方式,所以需要使能GPIOB和USART3时钟、配置中断、配置USART3、使能中断和使能USART3等操作。


1、创建"usrt.h"文件并保存在"User/Uart"文件夹下,内容为:


#ifndef __UART__H


#define __UART__H


#include "stm32f10x.h"


#include "stdarg.h"


#include "stdlib.h"


#include "string.h"


#include "stdio.h"        


#define EN_USART1 0         //禁用USART1


#define EN_USART3 1         //启用USART3


 


#define USART_n                 USART3    //使用USART3用于fputc


 


#define USART1_REC_LEN                          200 


extern u8  USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];


extern u16 USART1_RX_STA;  


 


#define USART3_REC_LEN                          200 


extern u8  USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN];


extern u16 USART3_RX_STA;  


 


void USART1_Config(u32 baud);


void USART1_printf(char* fmt,...);


 


void USART3_Config(u32 baud);


void USART3_printf(char* fmt,...);


#endif


2、创建"usrt.c"文件并保存在"User/Uart"文件夹下,内容为:


#include "uart.h"


 


//重写fputc函数


int fputc(int ch, FILE *f){      


         while(USART_GetFlagStatus(USART_n, USART_FLAG_TC)!=SET);


  USART_SendData(USART_n, (unsigned char)ch);     


         return ch;


}


 


#if EN_USART1


u8 USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];     //接收缓冲区,最大USART_REC_LEN个字节.


//接收标志


//bit15,        置位表示接受完成


//bit14,        置位表示接收到0x0d


//bit13~0,   接收字符个数


u16 USART1_RX_STA=0;       //16位接收记录标志全局变量 


void USART1_Config(u32 baud)


{


         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;


         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;


         //Enable GPIOA and USART1


         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);


         //Config GPIOA_9 and GPIOA_10


         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;


         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;


         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;


         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);


        


         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;


         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;


         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);


         //USART1 NVIC config


         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      //配置NVIC中断分组2:2位抢占,2位响应


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //子优先级3


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                            //IRQ通道使能


         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);          //初始化NVIC寄存器


         //Config USART1


         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;


         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;


         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;


         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;


         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;


         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;


         USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);


         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能USART1的接收中断


         //Enable USART1


         USART_Cmd(USART1, ENABLE);


}


 


void USART1_IRQHandler(void){ //USART1中断函数 


         u8 Res;


         //(USART1_RX_STA&0x3FFF)为数据的长度(不包括回车符)


         //当(USART1_RX_STA&0xC000)为真时表示数据接收完成(超级终端按下回车键),


         //读到0x0d 0x0a表示数据结束


         //在main函数中处理完接收数据后将USART_RX_STA置0


                   printf("a");


         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)


         {    


                   Res =USART_ReceiveData(USART1);//接收一个字符


                   printf("%c",Res); //会送给PC


                   if((USART1_RX_STA & 0x8000)==0)            //本次接收未完成


                   {                                  


                            if(USART1_RX_STA & 0x4000)                     //已经接收到了0x0d


                            {                                                              


                                     if(Res!=0x0a)      //如果已经接收了回车符,而本次接收的不是换行符,则数据出错


                                               USART1_RX_STA = 0;       


                                     else


                                               USART1_RX_STA |= 0x8000;      //标记数据接收完成


                            }


                            else   //没有接收过0X0D表示为信息字符


                            {                                 


                                     if(Res==0x0d)    //本次接收是0x0d,则在USART1_RX_STA中标记


                                               USART1_RX_STA |= 0x4000;


                                     else   //本次接收不是0x0d,则确定是信息字符,存入数组中


                                     {


                                               USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA & 0X3FFF]=Res ; //字符存入数组中


                                               USART1_RX_STA++;         //数据长度加1


                                               if(USART1_RX_STA > (USART1_REC_LEN-1))   //如果数据长度超过缓冲区大小,出错,重新接收


                                                        USART1_RX_STA=0;


                                     }                


                            }


                   }               


         }


}


#endif


 


#if EN_USART3


u8 USART3_RX_BUF[USART3_REC_LEN];     //接收缓冲区,最大USART_REC_LEN个字节.


//接收标志


//bit15,        置位表示接受完成


//bit14,        置位表示接收到0x0d


//bit13~0,   接收字符个数


u16 USART3_RX_STA=0;       //16位接收记录标志全局变量 


void USART3_Config(u32 baud)   //初始化UASRT3


{


  //GPIO端口设置


  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;


         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;


                    


         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); //使能UART3对应的GPIOB


         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); //使能串口的RCC时钟


 


         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //配置USART3的RX引脚PB11


         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入


         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);


 


         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //配置USART3的TX引脚PB10


         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;


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


         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); 


 


   //Usart3 NVIC 配置


         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);


  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //子优先级3


         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                            //IRQ通道使能


         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);          //初始化NVIC


   //USART3 初始化设置


         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;//波特率;


         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位


         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一位停止位


         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验


         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件流控


         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收/发


         USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口


         USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中断


         USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口


}


 


void USART3_IRQHandler(void)  //USART3中断函数


{     


         //(USART1_RX_STA&0x3FFF)为数据的长度(不包括回车符)


         //当(USART1_RX_STA&0xC000)为真时表示数据接收完成(超级终端按下回车键),


         //读到0x0d 0x0a表示数据结束


         //在main函数中处理完接收数据后将USART_RX_STA置0


         u8 Res;


         //       printf("a");


         if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)


         {    


                   Res =USART_ReceiveData(USART3);//接收一个字符


                   printf("%c",Res); //回送给PC


                   if((USART3_RX_STA & 0x8000)==0)            //本次接收未完成


                   {                                  


                            if(USART3_RX_STA & 0x4000)                     //已经接收到了0x0d


                            {                                                              


                                     if(Res!=0x0a)      //如果已经接收了回车符,而本次接收的不是换行符,则数据出错


                                               USART3_RX_STA = 0;       


                                     else


                                               USART3_RX_STA |= 0x8000;      //标记数据接收完成


                            }


                            else   //没有接收过0X0D表示为信息字符


                            {                                 


                                     if(Res==0x0d)    //本次接收是0x0d,则在USART1_RX_STA中标记


                                               USART3_RX_STA |= 0x4000;


                                     else   //本次接收不是0x0d,则确定是信息字符,存入数组中


                                     {


                                               USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA & 0X3FFF]=Res ; //字符存入数组中


                                               USART3_RX_STA++;         //数据长度加1


                                               if(USART3_RX_STA > (USART3_REC_LEN-1))   //如果数据长度超过缓冲区大小,出错,重新接收


                                                        USART3_RX_STA=0;


                                     }                


                            }


                   }               


         }


}


#endif


3、"main.c"程序


#include "uart.h"


#include "led.h"


int main()


{


         u8 ch1, ch2, i;


         LED_Init();//LED GPIO初始配置


         USART3_Config(115200); //USART1配置,接收中断


         USART3_RX_STA = 0xC000; //数据初始为接收回车状态


         for(i=0;i<8;i++)  //将8个LED初始设为灭灯状态


                   LED_On(i+0x31,'n');


         while(1)


         {


                   if(USART3_RX_STA & 0xC000)//接收到回车-0xC000


                   {


                            if((USART3_RX_STA & 0x3FFF)==0) //数据长度为0,显示菜单


                            {


                                     printf("\033[1;47;33m\r\n"); //设置超级终端文字颜色


                                     printf(" xy--开LEDx灯     xn--灭LEDx灯 \r\n");


                                     printf(" 请输入控制指令,按回车键执行! \033[0m\r\n");


                            }


                            else if((USART3_RX_STA&0x3FFF)==2)


                            {


                                     ch1 = USART3_RX_BUF[0];


                                     ch2 = USART3_RX_BUF[1];


                                     if(      ch1>='1' && ch1<='8'&&( ch2=='y' || ch2=='n'))


                                     {


                                               LED_On(ch1, ch2);


                                               printf("LED%c%s\r\n",ch1,ch2=='y'?"开了":"关了");


                                     }


                                     else


                                               printf("命令错误\r\n");


                            }


                            USART3_RX_STA = 0; //完成一次操作,复位


                   }


         }


}


在此程序中分别对USART1和USART3实现了同样的操作,这里实际用到的是USART3,本程序参考杜洋老师的程序实现。


五、项目编译、开发板设置及程序运行


1、在项目的"User"组中加入"led.c"和"uart.c"文件,编译,连接生成.hex文件;


2、将开发板中的P232的两个跳线帽连接到COM3;


3、将程序下载到开发板;


4、在PC机上运行"HyperTerminal"程序,新建连接:


HyperTerminal运行如下:

超级终端上的显示与开发板上LED灯的状态一致。





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