5. STM32. Программирование STM32F103. USART
Мы уже использовали последовательный порт для программирования микроконтроллера. Теперь применим его по прямому назначению. У STM32F103 есть 3 последовательных USART порта. Мы рассмотрим пример с USART1. Остальные порты работают аналогично. В этом примере мы подключим микроконтроллер к компьютеру с помощью UART-USB переходника и будем использовать терминальную программу для передачи команд микроконтроллеру.
Схема

На компьютере будем использовать терминальную программу Putty. Можно любую другую, которая работает с последовательным портом. Рассмотрим пример для STM32, который будет работать как простенький терминал: принимать команды с компьютера и обрабатывать их. Команды будут две: ON, OFF. Конечно, они будут включать и выключать светодиод на плате. Полный текст программы приведен в конце статьи, а сейчас разберем как это работает.
Инициализация USART1
Инициализация USART1 выполняется следующим образом:- Включаем тактирование модуля USART1 и порта GPIOA (ноги TX и RX USART1 подключены к - PA9, PA10). О тактировании говорилось в предыдущей статье.
- Конфигурируем NVIC. NVIC - контроллер приоритетных векторных прерываний. О нем будет отдельный разговор. Сегодня надо усвоить, что все прерывания настраиваются в NVIC.
- Конфигурируем GPIO (PA9, PA10). Это ноги TX и RX.
- Конфигурируем USART1
- Включаем USART1
- Включаем прерывания, которое срабатывает при поступлении байта в USART1.
void usart_init(void)
{
/* Enable USART1 and GPIOA clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* NVIC Configuration */
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USARTx Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* Configure the GPIOs */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
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);
/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure the USART1 */
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* USART1 configuration ------------------------------------------------------*/
/* USART1 configured as follow:
- BaudRate = 115200 baud
- Word Length = 8 Bits
- One Stop Bit
- No parity
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
- Receive and transmit enabled
- USART Clock disabled
- USART CPOL: Clock is active low
- USART CPHA: Data is captured on the middle
- USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to
the SCLK pin
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
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);
/* Enable USART1 */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
/* Enable the USART1 Receive interrupt: this interrupt is generated when the
USART1 receive data register is not empty */
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
}
Как видно из кода инициализации, порт USART1 будет работать на скорости 115200. В настройке консольной программы нужно указать такую же скорость порта.
Разбор программы
Теперь посмотрим что происходит, когда микроконтроллер получает от компьютера байт (см. USART1_IRQHandler).
void USART1_IRQHandler(void)
{
if ((USART1->SR & USART_FLAG_RXNE) != (u16)RESET)
{
RXc = USART_ReceiveData(USART1);
RX_BUF[RXi] = RXc;
RXi++;
if (RXc != 13) {
if (RXi > RX_BUF_SIZE-1) {
clear_RXBuffer();
}
}
else {
RX_FLAG_END_LINE = 1;
}
//Echo
USART_SendData(USART1, RXc);
}
}
Прежде всего мы проверяем, флаг USART_FLAG_RXNE
if ((USART1->SR & USART_FLAG_RXNE) != (u16)RESET)
и убеждаемся, что прилетел байт. Обработчик прерываний USART1_IRQHandler может вызываться и другими событиями. Затем полученный символ сохраняем в RX_BUF, проверяя переполнения буфера. Если прилетает конец строки (символ с кодом 13), то есть в консоли терминала нажали клавишу Enter, тогда выставляем наш флажок RX_FLAG_END_LINE. По нему мы будем знать, что нужно разобрать строку набранную в консоли терминала (то есть, пришло время разобрать содержимое буфера RX_BUF), и, если в буфере будет известная команда (ON или OFF) - выполнить ее.
Обратите внимание, что в обработчике прерываний USART1_IRQHandler мы не будем выполнять довольно тяжелую процедуру обработки команд. Мы только установим флажок, а обработку будем делать в основном цикле программы. Это делается для того, чтобы как можно быстрее завершить обработку прерывания, так как могут ждать обработки другие прерывания. STM32 имеет приоритеты прерываний и обработка прерывания может быть прервана прерыванием с большим приоритетом. Но, несмотря на это, лучше, чтобы обработка прерываний выполнялась так быстро, как это возможно.
Последняя команда в процедуре обработки прерывания:
...
USART_SendData(USART1, RXc);
...
отправляет принятый символ обратно в терминал, то есть выполняет функцию Echo.
Теперь рассмотрим что происходит в главном цикле программы.
...
while (1)
{
if (RX_FLAG_END_LINE == 1) {
// Reset END_LINE Flag
RX_FLAG_END_LINE = 0;
USARTSend("\r\nI has received a line:\r\n");
USARTSend(RX_BUF);
USARTSend("\r\n");
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "ON\r", 3) == 0) {
USARTSend("\r\nTHIS IS A COMMAND \"ON\"!!!\r\n");
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "OFF\r", 4) == 0) {
USARTSend("\r\nTHIS IS A COMMAND \"OFF\"!!!\r\n");
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
clear_RXBuffer();
}
}
...
Мы ожидаем, когда будет нажат Enter, проверяя наш флаг RX_FLAG_END_LINE:
if (RX_FLAG_END_LINE == 1)
Когда он прилетает, в консоль терминала выводится строка которую мы будем анализировать:
USARTSend(RX_BUF);
А потом проверяем принятую строку и, если это одна из известных команд, - включаем или выключаем светодиод:
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "ON\r", 3) == 0) {
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "OFF\r", 4) == 0) {
Полный текст программы
#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "misc.h"
#include <string.h>
#define RX_BUF_SIZE 80
volatile char RX_FLAG_END_LINE = 0;
volatile char RXi;
volatile char RXc;
volatile char RX_BUF[RX_BUF_SIZE] = {'\0'};
volatile char buffer[80] = {'\0'};
void clear_RXBuffer(void) {
for (RXi=0; RXi<RX_BUF_SIZE; RXi++)
RX_BUF[RXi] = '\0';
RXi = 0;
}
void usart_init(void)
{
/* Enable USART1 and GPIOA clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* NVIC Configuration */
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USARTx Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* Configure the GPIOs */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
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);
/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure the USART1 */
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* USART1 configuration ------------------------------------------------------*/
/* USART1 configured as follow:
- BaudRate = 115200 baud
- Word Length = 8 Bits
- One Stop Bit
- No parity
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
- Receive and transmit enabled
- USART Clock disabled
- USART CPOL: Clock is active low
- USART CPHA: Data is captured on the middle
- USART LastBit: The clock pulse of the last data bit is not output to
the SCLK pin
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
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);
/* Enable USART1 */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
/* Enable the USART1 Receive interrupt: this interrupt is generated when the
USART1 receive data register is not empty */
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
if ((USART1->SR & USART_FLAG_RXNE) != (u16)RESET)
{
RXc = USART_ReceiveData(USART1);
RX_BUF[RXi] = RXc;
RXi++;
if (RXc != 13) {
if (RXi > RX_BUF_SIZE-1) {
clear_RXBuffer();
}
}
else {
RX_FLAG_END_LINE = 1;
}
//Echo
USART_SendData(USART1, RXc);
}
}
void USARTSend(const unsigned char *pucBuffer)
{
while (*pucBuffer)
{
USART_SendData(USART1, *pucBuffer++);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
{
}
}
}
void SetSysClockTo72(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
/* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration -----------------------------*/
/* RCC system reset(for debug purpose) */
RCC_DeInit();
/* Enable HSE */
RCC_HSEConfig( RCC_HSE_ON);
/* Wait till HSE is ready */
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
/* Enable Prefetch Buffer */
//FLASH_PrefetchBufferCmd( FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
/* Flash 2 wait state */
//FLASH_SetLatency( FLASH_Latency_2);
/* HCLK = SYSCLK */
RCC_HCLKConfig( RCC_SYSCLK_Div1);
/* PCLK2 = HCLK */
RCC_PCLK2Config( RCC_HCLK_Div1);
/* PCLK1 = HCLK/2 */
RCC_PCLK1Config( RCC_HCLK_Div2);
/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
RCC_PLLConfig(0x00010000, RCC_PLLMul_9);
/* Enable PLL */
RCC_PLLCmd( ENABLE);
/* Wait till PLL is ready */
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{
}
/* Select PLL as system clock source */
RCC_SYSCLKConfig( RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
/* Wait till PLL is used as system clock source */
while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
{
}
}
else
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock configuration.
User can add here some code to deal with this error */
/* Go to infinite loop */
while (1)
{
}
}
}
int main(void)
{
// Set System clock
SetSysClockTo72();
/* Initialize LED which connected to PC13 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// Enable PORTC Clock
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
/* Configure the GPIO_LED pin */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // Set C13 to Low level ("0")
// Initialize USART
usart_init();
USARTSend(" Hello.\r\nUSART1 is ready.\r\n");
while (1)
{
if (RX_FLAG_END_LINE == 1) {
// Reset END_LINE Flag
RX_FLAG_END_LINE = 0;
USARTSend("\r\nI has received a line:\r\n");
USARTSend(RX_BUF);
USARTSend("\r\n");
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "ON\r", 3) == 0) {
USARTSend("\r\nTHIS IS A COMMAND \"ON\"!!!\r\n");
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
if (strncmp(strupr(RX_BUF), "OFF\r", 4) == 0) {
USARTSend("\r\nTHIS IS A COMMAND \"OFF\"!!!\r\n");
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
clear_RXBuffer();
}
}
}
Желаю успехов!
Смотри также:
- 1. STM32. Программирование STM32F103. Тестовая плата. Прошивка через последовательный порт и через ST-Link программатор
- 2. STM32. Программирование. IDE для STM32
- 3. STM32. Программирование STM32F103. GPIO
- 4. STM32. Программирование STM32F103. Тактирование
- 5. STM32. Программирование STM32F103. USART
- 6. STM32. Программирование STM32F103. NVIC
- 7. STM32. Программирование STM32F103. ADC
- 8. STM32. Программирование STM32F103. DMA
- 9. STM32. Программирование STM32F103. TIMER
- 10. STM32. Программирование STM32F103. TIMER. Захват сигнала
- 11. STM32. Программирование STM32F103. TIMER. Encoder
- 12. STM32. Программирование STM32F103. TIMER. PWM
- 13. STM32. Программирование STM32F103. EXTI
- 14. STM32. Программирование STM32F103. RTC
- 15. STM32. Программирование STM32F103. BKP
- 16. STM32. Программирование STM32F103. Flash
- 17. STM32. Программирование STM32F103. Watchdog
- 18. STM32. Программирование STM32F103. Remap
- 19. STM32. Программирование STM32F103. I2C Master
- 20. STM32. Программирование STM32F103. I2C Slave
- 21. STM32. Программирование STM32F103. USB
- 22. STM32. Программирование STM32F103. PWR
- 23. STM32. Программирование STM32F103. Option bytes
- 24. STM32. Программирование STM32F103. Bootloader
- STM32. Скачать примеры
- System Workbench for STM32 Установка на Ubuntu
- Keil uVision5 – IDE для STM32
- IAR Workbench – IDE для STM32
- Управление бесколлекторным двигателем постоянного тока (BLDC) с помощью STM32
- Управление PMSM с помощью STM32
Додати коментар
Недавні записи
- 🇺🇦 FOC Board STM32F103RB 🧩
- STM32 Motor control SDK - керування оборотами мотора за допомогою потенціометра 📑
- Flask✙Gunicorn✙Nginx➭😎
- STM32 Motor control SDK - програмне керування обертам мотора
- STM32 Motor control SDK - як створити перший проект
- Vue SVG. Приклад побудови живого параметричного креслення
- Вимірювання моменту мотора
- Vue SVG - компонент. Приклад 📑
- Flask + Vue 🏁 Финальный пример 🏁
- Flask, CORS, JSON-файл. Пример#6
Tags
bldc brushless stm32 motor web html css flask atmega foc git java-script pmsm raspberry-pi python websocket mongodb esp8266 nodemcu st-link tim timer docker ngnix programmator ssd1331 ssd1306 wifi uart meteo bme280 bmp280 i2c gps mpu-6050 mpu-9250 sensors 3d-printer options usb barometer remap watchdog flash eeprom rtc bkp encoder pwm servo capture examples dma adc nvic usart gpio books battery dc-dc sms max1674 avr lcd dht11 piezo rs-232 rfid solar exti bluetooth eb-500 displays ethernet led smd soldering mpx4115a hih-4000
Архіви