TM32筆記之八：來跟PC打個招呼，基本串口通訊

a) 目的：在基礎實驗成功的基礎上，對串口的調試方法進行實踐。硬件代碼順利完成之后，對日后調試需要用到的printf重定義進行調試，固定在自己的庫函數中。

b) 初始化函數定義：

void USART_Configuration(void);        //定義串口初始化函數

c) 初始化函數調用：

void UART_Configuration(void); //串口初始化函數調用

初始化代碼：

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

{

//串口參數初始化  

   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;              //串口設置恢復默認參數

//初始化參數設置

   USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;                                  //波特率9600

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字長8位

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

   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;                   //無奇偶校驗

   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無流控制

   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//打開Rx接收和Tx發送功能

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

   USART_Cmd(USART1, ENABLE);                                                       //啟動串口

}

RCC中打開相應串口

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 , ENABLE);

GPIO里面設定相應串口管腳模式

//串口1的管腳初始化  

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;                      //管腳9

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //復用推挽輸出

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

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;                    //管腳10

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入

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

d) 簡單應用：

發送一位字符

USART_SendData(USART1, 數據); //發送一位數據

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待發送完畢

接收一位字符

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

變量= (USART_ReceiveData(USART1)); //接受一個字節

發送一個字符串

先定義字符串：char rx_data[250];

   然后在需要發送的地方添加如下代碼

   int i;                                                                   //定義循環變量

while(rx_data!='\0')                                        //循環逐字輸出，到結束字'\0'

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

    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待字符發送完畢

    i++;}

e) USART注意事項：

發動和接受都需要配合標志等待。

只能對一個字節操作，對字符串等大量數據操作需要寫函數

使用串口所需設置：RCC初始化里面打開RCC_APB2PeriphClockCmd

(RCC_APB2Periph_USARTx);GPIO里面管腳設定：串口RX（50Hz，IN_FLOATING）；串口TX（50Hz，AF_PP）；

f) printf函數重定義（不必理解，調試通過以備后用）

（1） 需要c標準函數：

＃i nclude "stdio.h"

（2） 粘貼函數定義代碼

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)   //定義為putchar應用

（3） RCC中打開相應串口

（4） GPIO里面設定相應串口管腳模式

（6） 增加為putchar函數。

int putchar(int c)                                           //putchar函數

{

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

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

   while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){} //等待發送結束

   return c;                                                     //返回值

}

（8） 通過，試驗成功。printf使用變量輸出:%c字符，%d整數，%f浮點數,%s字符串，/n或/r為換行。注意：只能用于main.c中。

3、 NVIC串口中斷的應用

a) 目的：利用前面調通的硬件基礎，和幾個函數的代碼，進行串口的中斷輸入練習。因為在實際應用中，不使用中斷進行的輸入是效率非常低的，這種用法很少見，大部分串口的輸入都離不開中斷。

b) 初始化函數定義及函數調用：不用添加和調用初始化函數，在指定調試地址的時候已經調用過，在那個NVIC_Configuration里面添加相應開中斷代碼就行了。

c) 過程：

i. 在串口初始化中USART_Cmd之前加入中斷設置：

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);//TXE發送中斷，TC傳輸完成中斷，RXNE接收中斷，PE奇偶錯誤中斷，可以是多個。

ii. RCC、GPIO里面打開串口相應的基本時鐘、管腳設置

iii. NVIC里面加入串口中斷打開代碼：

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中斷默認參數

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;//通道設置為串口1中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //中斷占先等級0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;              //中斷響應優先級0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          //打開中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                              //初始化

iv. 在stm32f10x_it.c文件中找到void USART1_IRQHandler函數，在其中添入執行代碼。一般最少三個步驟：先使用if語句判斷是發生那個中斷，然后清除中斷標志位，最后給字符串賦值，或做其他事情。

void USART1_IRQHandler(void)                            //串口1中斷

{

char RX_dat;                                                       //定義字符變量

   if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)   //判斷發生接收中斷

   {USART_ClearITPendingBit(USART1,   USART_IT_RXNE);       //清除中斷標志

    GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)0x01);          //開始傳輸

RX_dat=USART_ReceiveData(USART1) & 0x7F;                       //接收數據，整理除去前兩位

USART_SendData(USART1, RX_dat);                                     //發送數據

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){}//等待發送結束

   }

}

d) 中斷注意事項：

可以隨時在程序中使用USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);來關閉中斷響應。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure定義一定要加在NVIC初始化模塊的第一句。

全局變量與函數的定義：在任意.c文件中定義的變量或函數，在其它.c文件中使用extern+定義代碼再次定義就可以直接調用了。

STM32筆記之九：打斷它來為我辦事，EXIT (外部I/O中斷)應用

a) 目的：跟串口輸入類似，不使用中斷進行的IO輸入效率也很低，而且可以通過EXTI插入按鈕事件，本節聯系EXTI中斷。

b) 初始化函數定義：

void EXTI_Configuration(void); //定義IO中斷初始化函數

c) 初始化函數調用：

EXTI_Configuration();//IO中斷初始化函數調用簡單應用：

d) 初始化函數：

void EXTI_Configuration(void)

{ EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //EXTI初始化結構定義

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_LINE_KEY_BUTTON);//清除中斷標志

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource3);//管腳選擇

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;//事件選擇

   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//觸發模式

   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3 | EXTI_Line4; //線路選擇

   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//啟動中斷

   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//初始化

}

e) RCC初始化函數中開啟I/O時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

GPIO初始化函數中定義輸入I/O管腳。

//IO輸入，GPIOA的4腳輸入

   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;       //上拉輸入

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

f) 在NVIC的初始化函數里面增加以下代碼打開相關中斷：

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel; //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//占先級

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應級

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //啟動

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化

g) 在stm32f10x_it.c文件中找到void USART1_IRQHandler函數，在其中添入執行代碼。一般最少三個步驟：先使用if語句判斷是發生那個中斷，然后清除中斷標志位，最后給字符串賦值，或做其他事情。

   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3) != RESET)                               //判斷中斷發生來源

{ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);                                        //清除中斷標志

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

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

}

h) 中斷注意事項：

中斷發生后必須清除中斷位，否則會出現死循環不斷發生這個中斷。然后需要對中斷類型進行判斷再執行代碼。

使用EXTI的I/O中斷，在完成RCC與GPIO硬件設置之后需要做三件事：初始化EXTI、NVIC開中斷、編寫中斷執行代碼。

STM32筆記之十：工作工作，PWM輸出

a) 目的：基礎PWM輸出，以及中斷配合應用。輸出選用PB1，配置為TIM3_CH4，是目標板的LED6控制腳。

b) 對于簡單的PWM輸出應用，暫時無需考慮TIM1的高級功能之區別。

c) 初始化函數定義：

void TIM_Configuration(void);   //定義TIM初始化函數

d) 初始化函數調用：

TIM_Configuration();   //TIM初始化函數調用

e) 初始化函數，不同于前面模塊，TIM的初始化分為兩部分——基本初始化和通道初始化：

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

{

   TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;//定時器初始化結構

   TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;//通道輸出初始化結構

//TIM3初始化

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

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5;       //時鐘分頻

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;    //時鐘分割

   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);//打開中斷，中斷需要這行代碼

   //TIM3通道初始化

   TIM_OCStructInit(& TIM_OCInitStructure);                                              //默認參數

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;                    //工作狀態

   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;       //設定為輸出，需要PWM輸出才需要這行代碼

   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x2000;                   //占空長度

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                 //高電平

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

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                                                      //啟動TIM3

}

f) RCC初始化函數中加入TIM時鐘開啟：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM3, ENABLE);

g) GPIO里面將輸入和輸出管腳模式進行設置。信號：AF_PP，50MHz。

h) 使用中斷的話在NVIC里添加如下代碼：

//打開TIM2中斷

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;   //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;//占先級

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;           //響應級

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;       //啟動

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                            //初始化

中斷代碼：

void TIM2_IRQHandler(void)

{

   if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC4) != RESET)    //判斷中斷來源

   {

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC4);          //清除中斷標志

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

IC4value = TIM_GetCapture4(TIM2);                //獲取捕捉數值

   }  

}

i) 簡單應用：

//改變占空比

TIM_SetCompare4(TIM3, 變量);

j) 注意事項：

管腳的IO輸出模式是根據應用來定，比如如果用PWM輸出驅動LED則應該將相應管腳設為AF_PP，否則單片機沒有輸出

我的測試程序可以發出不斷循環三種波長并捕獲，對比結果如下：

捕捉的穩定性很好，也就是說，同樣的方波捕捉到數值相差在一兩個數值。

捕捉的精度跟你設置的濾波器長度有關，在這里

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x4;        //濾波設置，經歷幾個周期跳變認定波形穩定0x0～0xF

這個越長就會捕捉數值越小，但是偏差幾十個數值，下面是0、4、16個周期濾波的比較，out是輸出的數值，in是捕捉到的。

現在有兩個疑問：

1、在TIM2的捕捉輸入通道初始化里面這句

TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2); //選擇時鐘觸發源

按照硬件框圖，4通道應該對應TI4FP4。可是實際使用TI1FP1，TI2FP2都行，其他均編譯錯誤未注冊。這是為什么？

2、關閉調試器和IAR程序，直接供電跑出來的結果第一個周期很正常，當輸出脈寬第二次循環變小后捕捉的數值就差的遠了。不知道是為什么

                                                      時鐘不息工作不止，systic時鐘應用

a) 目的：使用系統時鐘來進行兩項實驗——周期執行代碼與精確定時延遲。

b) 初始化函數定義：

void SysTick_Configuration(void);

c) 初始化函數調用：

SysTick_Configuration();

d) 初始化函數：

void SysTick_Configuration(void)

{

   SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//時鐘除8

   SysTick_SetReload(250000);                                                 //計數周期長度

   SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);                //啟動計時器

   SysTick_ITConfig(ENABLE);                                                     //打開中斷

}

e) 在NVIC的初始化函數里面增加以下代碼打開相關中斷：

NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 1, 0);//中斷等級設置，一般設置的高一些會少受其他影響

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

void SysTickHandler(void)

{

執行代碼

}

g) 簡單應用：精確延遲函數，因為systic中斷往往被用來執行周期循環代碼，所以一些例程中使用其中斷的啟動和禁止來編寫的精確延時函數實際上不實用，我自己編寫了精確計時函數反而代碼更精簡，思路更簡單。思路是調用后，變量清零，然后使用時鐘來的曾變量，不斷比較變量與延遲的數值，相等則退出函數。代碼和步驟如下：

i. 定義通用變量：u16 Tic_Val=0; //變量用于精確計時

ii. 在stm32f10x_it.c文件中相應定義：

extern u16 Tic_Val;//在本文件引用MAIN.c定義的精確計時變量

iii. 定義函數名稱：void Tic_Delay(u16 Tic_Count);//精確延遲函數

iv. 精確延時函數：

void Tic_Delay(u16 Tic_Count)             //精確延時函數

{ Tic_Val=0;                         //變量清零

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

}

v. 在stm32f10x_it.c文件中void SysTickHandler 函數里面添加

    Tic_Val++;//變量遞增

vi. 調用代碼：Tic_Delay(10); //精確延時

vii. 疑問：如果去掉計時行那個沒用的printf("");函數將停止工作，這個現象很奇怪

C語言功底問題。是的，那個“注意事項”最后的疑問的原因就是這個

Tic_Val應該改為vu16

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

就可以改為：

while(Tic_Val != Tic_Count);              //檢查變量是否計數到位

STM32筆記之十三：惡搞，兩只看門狗

a) 目的：

了解兩種看門狗（我叫它：系統運行故障探測器和獨立系統故障探測器，新手往往被這個并不形象的象形名稱搞糊涂）之間的區別和基本用法。

b) 相同：

都是用來探測系統故障，通過編寫代碼定時發送故障清零信號（高手們都管這個代碼叫做“喂狗”），告訴它系統運行正常。一旦系統故障，程序清零代碼（“喂狗”）無法執行，其計數器就會計數不止，直到記到零并發生故障中斷（狗餓了開始叫喚），控制CPU重啟整個系統（不行啦，開始咬人了，快跑……）。

c) 區別：

獨立看門狗Iwdg——我的理解是獨立于系統之外，因為有獨立時鐘，所以不受系統影響的系統故障探測器。（這條狗是借來的，見誰偷懶它都咬！）主要用于監視硬件錯誤。

窗口看門狗wwdg——我的理解是系統內部的故障探測器，時鐘與系統相同。如果系統時鐘不走了，這個狗也就失去作用了。（這條狗是老板娘養的，老板不干活兒他不管?。┲饕糜诒O視軟件錯誤。

d) 初始化函數定義：鑒于兩只狗作用差不多，使用過程也差不多初始化函數栓一起了，用的時候根據情況刪減。

void WDG_Configuration(void);

e) 初始化函數調用：

WDG_Configuration();

f) 初始化函數

void WDG_Configuration()             //看門狗初始化

{

//軟件看門狗初始化

   WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8); //時鐘8分頻4ms

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

WWDG_SetWindowValue(65);             //計數器數值

   WWDG_Enable(127);                //啟動計數器，設置喂狗時間

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

WWDG_ClearFlag();                //清除標志位

   WWDG_EnableIT();                    //啟動中斷

//獨立看門狗初始化

   IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//啟動寄存器讀寫

   IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_32);//40K時鐘32分頻

   IWDG_SetReload(349);                 //計數器數值

   IWDG_ReloadCounter();             //重啟計數器

   IWDG_Enable();                       //啟動看門狗

}

g) RCC初始化：只有軟件看門狗需要時鐘初始化，獨立看門狗有自己的時鐘不需要但是需要systic工作相關設置。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);

h) 獨立看門狗使用systic的中斷來喂狗，所以添加systic的中斷打開代碼就行了。軟件看門狗需要在NVIC打開中斷添加如下代碼：

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQChannel; //通道

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //占先中斷等級

   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;    //響應中斷優先級

   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                      //打開中斷

i) 中斷程序，軟件看門狗在自己的中斷中喂狗，獨立看門狗需要使用systic的定時中斷來喂狗。以下兩個程序都在stm32f10x_it.c文件中。

void WWDG_IRQHandler(void)

{

   WWDG_SetCounter(0x7F);       //更新計數值

WWDG_ClearFlag();             //清除標志位

}

void SysTickHandler(void)

{   IWDG_ReloadCounter();       //重啟計數器（喂狗）

}

j) 注意事項：

i. 有狗平常沒事情可以不理，但是千萬別忘了喂它，否則死都不知道怎么死的！

ii. 初始化程序的調用一定要在systic的初始化之后。

iii. 獨立看門狗需要systic中斷來喂，但是systic做別的用處不能只做這件事，所以我寫了如下幾句代碼，可以不影響systic的其他應用，其他systic周期代碼也可參考：

第一步：在stm32f10x_it.c中定義變量

int Tic_IWDG;           //喂狗循環程序的頻率判斷變量

第二步：將SysTickHandler中喂狗代碼改為下面：

Tic_IWDG++;          //變量遞增

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

{   IWDG_ReloadCounter();//重啟計數器（喂狗）

   Tic_IWDG=0;       //變量清零

}