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  • 【STM32F407开发板用户手册】第24章 STM32F407的USART应用之八个串口FIFO实现

    最新教程下载:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=93255

    第24章       STM32F407的USART应用之八个串口FIFO实现

    本章节为大家讲解STM32F407的6个串口的FIFO驱动实现,后面的ESP8266,GPS,RS485,GPRS等试验都是建立在这个驱动的基础上实现。

    除了串口FIFO的驱动实现,RS232通信也通过本章节做个讲解。

    24.1 初学者重要提示

    24.2 硬件设计

    24.3 串口驱动设计

    24.4 串口FIFO板级支持包(bsp_uart_fifo.c)

    24.5 串口FIFO驱动移植和使用

    24.6 实验例程设计框架

    24.7 实验例程说明(MDK)

    24.8 实验例程说明(IAR)

    24.9 总结

    24.1 初学者重要提示

    1.   学习本章节前,务必优先学习第23章。
    2.   串口FIFO的实现跟前面章节按键FIFO的机制是一样的。
    3.   本章节比较重要,因为后面的ESP8266,GPS,RS485,GPRS等试验都是建立在这个驱动的基础上实现。
    4.   大家自己做的板子,测试串口收发是乱码的话,重点看stm32f4xx_hal_conf.h文件中的HSE_VALUE的大小跟板子上实际晶振大小是否一致,然后再看PLL配置。
    5.   CH340/CH341的USB转串口Windows驱动程序的安装包,支持32/64位 Windows 10/8.1/8/7。http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=32826

    24.2 硬件设计

    STM32F407IGT6最多可以支持6个独立的串口。其中串口4和串口5和SDIO的GPIO是共用的,也就是说,如果要用到SD卡,那么串口4和串口5将不能使用。串口功能可以分配到不同的GPIO。我们常用的引脚分配如下:

    串口USART1  TX = PA9,   RX = PA10

    串口USART2  TX = PA2,   RX = PA3

    串口USART3  TX = PB10,  RX = PB11

    串口UART4   TX = PC10,  RX = PC11 (和SDIO共用)

    串口UART5   TX = PC12,  RX = PD2  (和SDIO共用)

    串口USART6  TX = PG14,  RX = PC7  

    STM32-V5开发板使用了4个串口设备。

    •   串口1用于RS232接口,很多例子的pritnf结果就是输出到串口1
    •   串口2用于GPS
    •   串口3用于RS485接口
    •   串口6 用于TTL串口插座,板子上有GPRS插座和串口WIFI插座。

    下面是RS232的原理图:

     

    关于232的PHY芯片SP3232E要注意以下几个问题:

    •   SP3232E的作用是TTL电平转RS232电平。
    •   电阻R130的作用是避免CPU复位期间,TX为高阻时串口线上出现异常数据。
    •   检测SP3232E的好坏可以采用回环的方式,即短接T1OUT和R1IN,对应到DB9插座上就是短接引脚2和引脚3。

     

    实际效果如下:

     

    通过这种方式,可以在应用程序中通过串口发送几个字符,查看是否可以正确接收来判断232 PHY芯片是否有问题。

    •   由于这里是TTL转RS232,如果电脑端自带DB9串口,可以找根交叉线直接接上。如果电脑端没有,就需要用RS232转USB的串口线。这里要注意是RS232转USB,不是TTL转USB。像我们用的CH340就是RS232转USB芯片。
    •   检测串口线的好坏跟板子上的232 PHY一样,将电脑端的串口助手打开,串口线接到电脑端并短接串口线的2脚和3脚,然后使用串口助手进行自收发测试即可。

    24.3 串口FIFO驱动设计

    24.3.1 串口FIFO框架

    为了方便大家理解,先来看下串口FIFO的实现框图:

     

      第1阶段,初始化:

    • 通过函数bsp_InitUart初始化串口结构体,串口硬件参数。

      第2阶段,串口中断服务程序:

    •   接收中断是一直开启的。
    •   做了发送空中断和发送完成中断的消息处理。

      第3阶段,串口数据的收发:

    •  串口发送函数会开启发送空中断。
    •  串口接收中断接收到函数后,可以使用函数comGetChar获取数据。

    24.3.2 串口FIFO之相关的变量定义

    串口驱动的核心文件为:bsp_uart_fifo.c, bsp_uart_fifo.h。

    这里面包括有串口硬件的配置函数、中断处理函数,以及串口的读写接口函数。还有ptinft函数的实现。

    每个串口都有2个FIFO缓冲区,一个是用于发送数据的TX_FIFO,一个用于保存接收数据的RX_FIFO。

    我们来看下这个FIFO的定义,在bsp_uart_fifo.h文件。

    /* 定义串口波特率和FIFO缓冲区大小,分为发送缓冲区和接收缓冲区, 支持全双工 */
    #if UART1_FIFO_EN == 1
        #define UART1_BAUD            115200
        #define UART1_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART1_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    
    /* 串口设备结构体 */
    typedef struct
    {
        USART_TypeDef *uart;        /* STM32内部串口设备指针 */
        uint8_t *pTxBuf;            /* 发送缓冲区 */
        uint8_t *pRxBuf;            /* 接收缓冲区 */
        uint16_t usTxBufSize;        /* 发送缓冲区大小 */
        uint16_t usRxBufSize;        /* 接收缓冲区大小 */
        __IO uint16_t usTxWrite;    /* 发送缓冲区写指针 */
        __IO uint16_t usTxRead;        /* 发送缓冲区读指针 */
        __IO uint16_t usTxCount;    /* 等待发送的数据个数 */
    
        __IO uint16_t usRxWrite;    /* 接收缓冲区写指针 */
        __IO uint16_t usRxRead;        /* 接收缓冲区读指针 */
        __IO uint16_t usRxCount;    /* 还未读取的新数据个数 */
    
        void (*SendBefor)(void);     /* 开始发送之前的回调函数指针(主要用于RS485切换到发送模式) */
        void (*SendOver)(void);     /* 发送完毕的回调函数指针(主要用于RS485将发送模式切换为接收模式) */
        void (*ReciveNew)(uint8_t _byte);    /* 串口收到数据的回调函数指针 */
        uint8_t Sending;            /* 正在发送中 */
    }UART_T;

    bsp_uart_fifo.c文件定义变量。我们以串口1为例,其他的串口都是一样的代码。

    /* 定义每个串口结构体变量 */
    #if UART1_FIFO_EN == 1
        static UART_T g_tUart1;
        static uint8_t g_TxBuf1[UART1_TX_BUF_SIZE];        /* 发送缓冲区 */
        static uint8_t g_RxBuf1[UART1_RX_BUF_SIZE];        /* 接收缓冲区 */
    #endif

    关于FIFO的机制,我们在按键FIFO驱动已经做过详细的介绍,这个地方就不赘述了。每个串口有两个FIFO缓冲区,每个FIFO对应一个写指针和一个读指针。这个结构中还有三个回调函数。回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针(地址)作为参数传递给另一个函数,当这个指针被用为调用它所指向的函数时,我们就说这是回调函数。

    24.3.3 串口FIFO初始化

    串口的初始化代码如下;

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_InitUart
    *    功能说明: 初始化串口硬件,并对全局变量赋初值.
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_InitUart(void)
    {
        
        UartVarInit();    /* 必须先初始化全局变量,再配置硬件 */
    
        InitHardUart();    /* 配置串口的硬件参数(波特率等) */
    
        RS485_InitTXE();    /* 配置RS485芯片的发送使能硬件,配置为推挽输出 */
    }

    下面将初始化代码实现的功能依次为大家做个说明。

      函数UartVarInit

    这个函数实现的功能比较好理解,主要是串口设备结构体变量的初始化,代码如下:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: UartVarInit
    *    功能说明: 初始化串口相关的变量
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void UartVarInit(void)
    {
    #if UART1_FIFO_EN == 1
        g_tUart1.uart = USART1;                        /* STM32 串口设备 */
        g_tUart1.pTxBuf = g_TxBuf1;                    /* 发送缓冲区指针 */
        g_tUart1.pRxBuf = g_RxBuf1;                    /* 接收缓冲区指针 */
        g_tUart1.usTxBufSize = UART1_TX_BUF_SIZE;         /* 发送缓冲区大小 */
        g_tUart1.usRxBufSize = UART1_RX_BUF_SIZE;         /* 接收缓冲区大小 */
        g_tUart1.usTxWrite = 0;                        /* 发送FIFO写索引 */
        g_tUart1.usTxRead = 0;                        /* 发送FIFO读索引 */
        g_tUart1.usRxWrite = 0;                        /* 接收FIFO写索引 */
        g_tUart1.usRxRead = 0;                        /* 接收FIFO读索引 */
        g_tUart1.usRxCount = 0;                        /* 接收到的新数据个数 */
        g_tUart1.usTxCount = 0;                        /* 待发送的数据个数 */
        g_tUart1.SendBefor = 0;                        /* 发送数据前的回调函数 */
        g_tUart1.SendOver = 0;                        /* 发送完毕后的回调函数 */
        g_tUart1.ReciveNew = 0;                        /* 接收到新数据后的回调函数 */
        g_tUart1.Sending = 0;                        /* 正在发送中标志 */
    #endif
        /* 串口2-8的初始化省略未写 */
    }

      函数InitHardUart

    此函数主要用于串口的GPIO,中断和相关参数的配置。

    1.    /* 串口1的GPIO  PA9, PA10   RS323 DB9接口 */
    2.    #define USART1_CLK_ENABLE()              __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE()
    3.    
    4.    #define USART1_TX_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
    5.    #define USART1_TX_GPIO_PORT              GPIOA
    6.    #define USART1_TX_PIN                    GPIO_PIN_9
    7.    #define USART1_TX_AF                     GPIO_AF7_USART1
    8.    
    9.    #define USART1_RX_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
    10.    #define USART1_RX_GPIO_PORT              GPIOA
    11.    #define USART1_RX_PIN                    GPIO_PIN_10
    12.    #define USART1_RX_AF                     GPIO_AF7_USART1
    13.    
    14.    /* 串口2-8的引脚和时钟宏定义未写 */
    15.    
    16.    /*
    17.    ******************************************************************************************************
    18.    *    函 数 名: InitHardUart
    19.    *    功能说明: 配置串口的硬件参数(波特率,数据位,停止位,起始位,校验位,中断使能)适合于STM32-F4开
    20.    *              发板
    21.    *    形    参: 无
    22.    *    返 回 值: 无
    23.    ******************************************************************************************************
    24.    */
    25.    static void InitHardUart(void)
    26.    {
    27.        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    28.        RCC_PeriphCLKInitTypeDef RCC_PeriphClkInit;
    29.        
    30.        /* 
    31.           下面这个配置可以注释掉,预留下来是为了方便以后选择其它时钟使用 
    32.           默认情况下,USART1和USART6选择的PCLK2,时钟100MHz。
    33.           USART2,USART3,UART4,UART5,UART6,UART7和UART8选择的时钟是PLCK1,时钟100MHz。
    34.        */
    35.        RCC_PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART16;
    36.        RCC_PeriphClkInit.Usart16ClockSelection = RCC_USART16CLKSOURCE_D2PCLK2;
    37.        HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&RCC_PeriphClkInit);    
    38.    
    39.    #if UART1_FIFO_EN == 1        /* 串口1 */
    40.        /* 使能 GPIO TX/RX 时钟 */
    41.        USART1_TX_GPIO_CLK_ENABLE();
    42.        USART1_RX_GPIO_CLK_ENABLE();
    43.        
    44.        /* 使能 USARTx 时钟 */
    45.        USART1_CLK_ENABLE();    
    46.    
    47.        /* 配置TX引脚 */
    48.        GPIO_InitStruct.Pin       = USART1_TX_PIN;
    49.        GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_AF_PP;
    50.        GPIO_InitStruct.Pull      = GPIO_PULLUP;
    51.        GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    52.        GPIO_InitStruct.Alternate = USART1_TX_AF;
    53.        HAL_GPIO_Init(USART1_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);    
    54.        
    55.        /* 配置RX引脚 */
    56.        GPIO_InitStruct.Pin = USART1_RX_PIN;
    57.        GPIO_InitStruct.Alternate = USART1_RX_AF;
    58.        HAL_GPIO_Init(USART1_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    59.    
    60.        /* 配置NVIC the NVIC for UART */   
    61.        HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 1);
    62.        HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
    63.      
    64.        /* 配置波特率、奇偶校验 */
    65.        bsp_SetUartParam(USART1,  UART1_BAUD, UART_PARITY_NONE, UART_MODE_TX_RX);
    66.    
    67.        SET_BIT(USART1->ICR, USART_ICR_TCCF);   /* 清除TC发送完成标志 */
    68.        SET_BIT(USART1->RQR, USART_RQR_RXFRQ);  /* 清除RXNE接收标志 */
    69.        // USART_CR1_PEIE | USART_CR1_RXNEIE
    70.        SET_BIT(USART1->CR1, USART_CR1_RXNEIE); /* 使能PE. RX接受中断 */
    71.    #endif
    72.    /* 串口2-6的初始化省略未写 */
    73.    }
    •   第2-12行,以宏定义的方式设置串口1-8的GPIO时钟、引脚和串口时钟,方便修改。
    •   第35-37行,这里的配置可以注释掉,预留下来仅仅是为了方便以后选择其它时钟使用。默认情况下,USART1和USART6选择的PCLK2,时钟100MHz。USART2,USART3,UART4,UART5,UART6选择的时钟是PLCK1,时钟100MHz。
    •   第61-62行,配置串口中断优先级并使能串口中断,用户可以根据实际工程修改优先级大小。
    •   第65行,配置串口的基本参数,具体配置在函数里面有注释。
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_SetUartParam
    *    功能说明: 配置串口的硬件参数(波特率,数据位,停止位,起始位,校验位,中断使能)适合于STM32- F4开发板
    *    形    参: Instance   USART_TypeDef类型结构体
    *             BaudRate   波特率
    *             Parity     校验类型,奇校验或者偶校验
    *             Mode       发送和接收模式使能
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_SetUartParam(USART_TypeDef *Instance,  uint32_t BaudRate, uint32_t Parity, uint32_t Mode)
    {
        UART_HandleTypeDef UartHandle;    
        
        /*##-1- 配置串口硬件参数 ######################################*/
        /* 异步串口模式 (UART Mode) */
        /* 配置如下:
          - 字长    = 8 位
          - 停止位  = 1 个停止位
          - 校验    = 参数Parity
          - 波特率  = 参数BaudRate
          - 硬件流控制关闭 (RTS and CTS signals) */
    
        UartHandle.Instance        = Instance;
    
        UartHandle.Init.BaudRate   = BaudRate;
        UartHandle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
        UartHandle.Init.StopBits   = UART_STOPBITS_1;
        UartHandle.Init.Parity     = Parity;
        UartHandle.Init.HwFlowCtl  = UART_HWCONTROL_NONE;
        UartHandle.Init.Mode       = Mode;
        UartHandle.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
        
        
        if (HAL_UART_Init(&UartHandle) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
        }
    }

      函数RS485_InitTXE

    此函数主要用于485 PHY芯片的发送使能,直接配置引脚为推挽输出模式即可使用。具体代码如下:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: RS485_InitTXE
    *    功能说明: 配置RS485发送使能口线 TXE
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void RS485_InitTXE(void)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init;
        
        /* 打开GPIO时钟 */
        RS485_TXEN_GPIO_CLK_ENABLE();
        
        /* 配置引脚为推挽输出 */
        gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;            /* 推挽输出 */
        gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;                 /* 上下拉电阻不使能 */
        gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;    /* GPIO速度等级 */
        gpio_init.Pin = RS485_TXEN_PIN;
        HAL_GPIO_Init(RS485_TXEN_GPIO_PORT, &gpio_init);    
    }

    24.3.4 串口中断服务程序工作流程

    串口中断服务程序是最核心的部分,主要实现如下三个功能

    •   收到新的数据后,会将数据压入RX_FIFO。
    •   检测到发送缓冲区空后,会从TX_FIFO中取下一个数据并发送。
    •   如果是RS485半双工串口,发送前会设置一个GPIO=1控制RS485收发器进入发送状态,当最后一个字节的最后一个bit传送完毕后,设置这个GPIO=0让RS485收发器进入接收状态。

    下面我们分析一下串口中断处理的完整过程。

    当产生串口中断后,CPU会查找中断向量表,获得中断服务程序的入口地址。入口函数为USART1_IRQHandler,这个函数在启动文件startup_stm32f407xx.s汇编代码中已经有实现。我们在c代码中需要重写一个同样名字的函数就可以重载它。如果不重载,启动文件中缺省的中断服务程序就是一个死循环,等于 while(1);

    我们将串口中断服务程序放在bsp_uart_fifo.c文件,没有放到 stm32f4xx_it.c。当应用不需要串口功能时,直接从工程中删除bsp_uart_fifo.c接口,不必再去整理stm32f4xx_it.c这个文件。下面展示的代码是6个串口的中断服务程序:

    #if UART1_FIFO_EN == 1
    void USART1_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart1);
    }
    #endif
    
    #if UART2_FIFO_EN == 1
    void USART2_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart2);
    }
    #endif
    
    #if UART3_FIFO_EN == 1
    void USART3_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart3);
    }
    #endif
    
    #if UART4_FIFO_EN == 1
    void UART4_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart4);
    }
    #endif
    
    #if UART5_FIFO_EN == 1
    void UART5_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart5);
    }
    #endif
    
    #if UART6_FIFO_EN == 1
    void USART6_IRQHandler(void)
    {
        UartIRQ(&g_tUart6);
    }
    #endif

    大家可以看到,这6个中断服务程序都调用了同一个处理函数UartIRQ。我们只需要调通一个串口FIFO驱动,那么其他的串口驱动也就都通了。

    下面,我们来看看UartIRQ函数的实现代码。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: UartIRQ
    *    功能说明: 供中断服务程序调用,通用串口中断处理函数
    *    形    参: _pUart : 串口设备
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void UartIRQ(UART_T *_pUart)
    {
        uint32_t isrflags   = READ_REG(_pUart->uart->ISR);
        uint32_t cr1its     = READ_REG(_pUart->uart->CR1);
        uint32_t cr3its     = READ_REG(_pUart->uart->CR3);
        
        /* 处理接收中断  */
        if ((isrflags & USART_ISR_RXNE) != RESET)
        {
            /* 从串口接收数据寄存器读取数据存放到接收FIFO */
            uint8_t ch;
    
            ch = READ_REG(_pUart->uart->RDR);               /* 读串口接收数据寄存器 */
            _pUart->pRxBuf[_pUart->usRxWrite] = ch;         /* 填入串口接收FIFO */
            if (++_pUart->usRxWrite >= _pUart->usRxBufSize) /* 接收FIFO的写指针+1 */
            {
                _pUart->usRxWrite = 0;
            }
            if (_pUart->usRxCount < _pUart->usRxBufSize)    /* 统计未处理的字节个数 */
            {
                _pUart->usRxCount++;
            }
    
            /* 回调函数,通知应用程序收到新数据,一般是发送1个消息或者设置一个标记 */
            //if (_pUart->usRxWrite == _pUart->usRxRead)
            //if (_pUart->usRxCount == 1)
            {
                if (_pUart->ReciveNew)
                {
                    _pUart->ReciveNew(ch); /* 比如,交给MODBUS解码程序处理字节流 */
                }
            }
        }
    
        /* 处理发送缓冲区空中断 */
        if ( ((isrflags & USART_ISR_TXE) != RESET) && (cr1its & USART_CR1_TXEIE) != RESET)
        {
            //if (_pUart->usTxRead == _pUart->usTxWrite) 
            if (_pUart->usTxCount == 0)  /* 发送缓冲区已无数据可取 */
            {
            /* 发送缓冲区的数据已取完时, 禁止发送缓冲区空中断 (注意:此时最后1个数据还未真正发送完毕)*/
                //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TXE, DISABLE);
                CLEAR_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);
    
                /* 使能数据发送完毕中断 */
                //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TC, ENABLE);
                SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TCIE);
            }
            Else  /* 还有数据等待发送 */
            {
                _pUart->Sending = 1;
                
                /* 从发送FIFO取1个字节写入串口发送数据寄存器 */
                //USART_SendData(_pUart->uart, _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead]);
                _pUart->uart->TDR = _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead];
                if (++_pUart->usTxRead >= _pUart->usTxBufSize)
                {
                    _pUart->usTxRead = 0;
                }
                _pUart->usTxCount--;
            }
    
        }
        /* 数据bit位全部发送完毕的中断 */
        if (((isrflags & USART_ISR_TC) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TCIE) != RESET))
        {
            //if (_pUart->usTxRead == _pUart->usTxWrite)
            if (_pUart->usTxCount == 0)
            {
                /* 如果发送FIFO的数据全部发送完毕,禁止数据发送完毕中断 */
                //USART_ITConfig(_pUart->uart, USART_IT_TC, DISABLE);
                CLEAR_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TCIE);
    
                /* 回调函数, 一般用来处理RS485通信,将RS485芯片设置为接收模式,避免抢占总线 */
                if (_pUart->SendOver)
                {
                    _pUart->SendOver();
                }
                
                _pUart->Sending = 0;
            }
            else
            {
                /* 正常情况下,不会进入此分支 */
    
                /* 如果发送FIFO的数据还未完毕,则从发送FIFO取1个数据写入发送数据寄存器 */
                //USART_SendData(_pUart->uart, _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead]);
                _pUart->uart->TDR = _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxRead];
                if (++_pUart->usTxRead >= _pUart->usTxBufSize)
                {
                    _pUart->usTxRead = 0;
                }
                _pUart->usTxCount--;
            }
        }
        
        /* 清除中断标志 */
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_PEF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_FEF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_NEF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_OREF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_IDLEF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_TCF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_LBDF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_CTSF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_CMF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_WUF);
        SET_BIT(_pUart->uart->ICR, UART_CLEAR_TXFECF);    
    }

    中断服务程序的处理主要分为两部分,接收数据的处理和发送数据的处理,详情看程序注释即可,已经比较详细,下面重点把思路说一下。

    •   接收数据处理

    接收数据的处理是判断ISR寄存器的USART_ISR_RXNE标志是否置位,如果置位表示RDR接收寄存器已经存入数据。然后将数据读入到接收FIFO空间。

    特别注意里面的ReciveNew处理,这个在Modbus协议里面要用到。

    •   发送数据处理

    发送数据主要是发送空中断TEX和发送完成中断TC的处理,当TXE=1时,只是表示发送数据寄存器为空了,此时可以填充下一个准备发送的数据了。当为TDR发送寄存器赋值后,硬件启动发送,等所有的bit传送完毕后,TC标志设置为1。如果是RS232全双工通信,可以只用TXE标志控制发送过程。如果是RS485半双工通信,就需要利用TC标志了,因为在最后一个bit传送完毕后,需要设置RS485收发器进入到接收状态。

    24.3.5 串口数据发送

    串口数据的发送主要涉及到下面三个函数:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: comSendBuf
    *    功能说明: 向串口发送一组数据。数据放到发送缓冲区后立即返回,由中断服务程序在后台完成发送
    *    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
    *              _ucaBuf: 待发送的数据缓冲区
    *              _usLen : 数据长度
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void comSendBuf(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen)
    {
        UART_T *pUart;
    
        pUart = ComToUart(_ucPort);
        if (pUart == 0)
        {
            return;
        }
    
        if (pUart->SendBefor != 0)
        {
            pUart->SendBefor();        /* 如果是RS485通信,可以在这个函数中将RS485设置为发送模式 */
        }
    
        UartSend(pUart, _ucaBuf, _usLen);
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: comSendChar
    *    功能说明: 向串口发送1个字节。数据放到发送缓冲区后立即返回,由中断服务程序在后台完成发送
    *    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
    *              _ucByte: 待发送的数据
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void comSendChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t _ucByte)
    {
        comSendBuf(_ucPort, &_ucByte, 1);
    }
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: UartSend
    *    功能说明: 填写数据到UART发送缓冲区,并启动发送中断。中断处理函数发送完毕后,自动关闭发送中断
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void UartSend(UART_T *_pUart, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen)
    {
        uint16_t i;
    
        for (i = 0; i < _usLen; i++)
        {
            /* 如果发送缓冲区已经满了,则等待缓冲区空 */
            while (1)
            {
                __IO uint16_t usCount;
    
                DISABLE_INT();
                usCount = _pUart->usTxCount;
                ENABLE_INT();
    
                if (usCount < _pUart->usTxBufSize)
                {
                    break;
                }
                else if(usCount == _pUart->usTxBufSize)/* 数据已填满缓冲区 */
                {
                    if((_pUart->uart->CR1 & USART_CR1_TXEIE) == 0)
                    {
                        SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);
                    }  
                }
            }
    
            /* 将新数据填入发送缓冲区 */
            _pUart->pTxBuf[_pUart->usTxWrite] = _ucaBuf[i];
    
            DISABLE_INT();
            if (++_pUart->usTxWrite >= _pUart->usTxBufSize)
            {
                _pUart->usTxWrite = 0;
            }
            _pUart->usTxCount++;
            ENABLE_INT();
        }
    
        SET_BIT(_pUart->uart->CR1, USART_CR1_TXEIE);    /* 使能发送中断(缓冲区空) */
    }

    函数comSendChar是发送一个字节,通过调用函数comSendBuf实现,而函数comSendBuf又是通过调用函数UartSend实现,这个函数是重点。

    函数UartSend的作用就是把要发送的数据填到发送缓冲区里面,并使能发送空中断。

    •   如果要发送的数据没有超过发送缓冲区大小,实现起来还比较容易,直接把数据填到FIFO里面,并使能发送空中断即可。
    •   如果超过了FIFO大小,就需要等待有空间可用,针对这种情况有个重要的知识点,就是当缓冲刚刚填满的时候要判断发送空中断是否开启了,如果填满了还没有开启,就会卡死在while循环中,所以多了一个刚填满时的判断,填满了还没有开启发送空中断,要开启下。

    注意:由于函数UartSend做了static作用域限制,仅可在bsp_uart_fifo.c文件中调用。函数comSendChar和comSendBuf是供用户调用的。

    函数comSendBuf中调用了一个函数pUart = ComToUart(_ucPort),这个函数是将整数的COM端口号转换为UART结构体指针。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: ComToUart
    *    功能说明: 将COM端口号转换为UART指针
    *    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
    *    返 回 值: uart指针
    *********************************************************************************************************
    */
    UART_T *ComToUart(COM_PORT_E _ucPort)
    {
        if (_ucPort == COM1)
        {
            #if UART1_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart1;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else if (_ucPort == COM2)
        {
            #if UART2_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart2;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else if (_ucPort == COM3)
        {
            #if UART3_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart3;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else if (_ucPort == COM4)
        {
            #if UART4_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart4;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else if (_ucPort == COM5)
        {
            #if UART5_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart5;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else if (_ucPort == COM6)
        {
            #if UART6_FIFO_EN == 1
                return &g_tUart6;
            #else
                return 0;
            #endif
        }
        else
        {
            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
            return 0;
        }
    }

    24.3.6 串口数据接收

    下面我们再来看看接收的函数:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: comGetChar
    *    功能说明: 从接收缓冲区读取1字节,非阻塞。无论有无数据均立即返回。
    *    形    参: _ucPort: 端口号(COM1 - COM8)
    *              _pByte: 接收到的数据存放在这个地址
    *    返 回 值: 0 表示无数据, 1 表示读取到有效字节
    *********************************************************************************************************
    */
    uint8_t comGetChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_pByte)
    {
        UART_T *pUart;
    
        pUart = ComToUart(_ucPort);
        if (pUart == 0)
        {
            return 0;
        }
    
        return UartGetChar(pUart, _pByte);
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: UartGetChar
    *    功能说明: 从串口接收缓冲区读取1字节数据 (用于主程序调用)
    *    形    参: _pUart : 串口设备
    *              _pByte : 存放读取数据的指针
    *    返 回 值: 0 表示无数据  1表示读取到数据
    *********************************************************************************************************
    */
    static uint8_t UartGetChar(UART_T *_pUart, uint8_t *_pByte)
    {
        uint16_t usCount;
    
        /* usRxWrite 变量在中断函数中被改写,主程序读取该变量时,必须进行临界区保护 */
        DISABLE_INT();
        usCount = _pUart->usRxCount;
        ENABLE_INT();
    
        /* 如果读和写索引相同,则返回0 */
        //if (_pUart->usRxRead == usRxWrite)
        if (usCount == 0)    /* 已经没有数据 */
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            *_pByte = _pUart->pRxBuf[_pUart->usRxRead];        /* 从串口接收FIFO取1个数据 */
    
            /* 改写FIFO读索引 */
            DISABLE_INT();
            if (++_pUart->usRxRead >= _pUart->usRxBufSize)
            {
                _pUart->usRxRead = 0;
            }
            _pUart->usRxCount--;
            ENABLE_INT();
            return 1;
        }
    }

    函数comGetChar是专门供用户调用的,用于从接收FIFO中读取1个数据。具体代码的实现也比较好理解,主要是接收FIFO的空间调整。

    注意:由于函数UartGetChar做了static作用域限制,仅可在bsp_uart_fifo.c文件中调用。

    24.3.7 串口printf实现

    printf函数是标准c库函数。最原来的意思是打印输出到显示器。在单片机,我们常用它来打印调试信息到串口,通过计算机上运行的串口软件来监视程序的运行状态。

    为什么要用printf函数,而不用串口发送的函数。因为printf函数的形参功能很强大,它支持各种数值转换。比如将整数、浮点数转换为字符串,支持整数左对齐、右对齐显示等。

    我们设计的很多裸机例子都是用printf函数输出运行结果的。因为如果加上显示屏驱动后,会将程序搞的很复杂,显示部分的代码量超过了例程本身要演示的核心功能代码。用串口做输出,移植很方便,现在很少有不带串口的单片机。

    实现printf输出到串口,只需要在工程中添加两个函数:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: fputc
    *    功能说明: 重定义putc函数,这样可以使用printf函数从串口1打印输出
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    int fputc(int ch, FILE *f)
    {
    #if 1    /* 将需要printf的字符通过串口中断FIFO发送出去,printf函数会立即返回 */
        comSendChar(COM1, ch);
        
        return ch;
    #else    /* 采用阻塞方式发送每个字符,等待数据发送完毕 */
        /* 写一个字节到USART1 */
        USART1->TDR = ch;
        
        /* 等待发送结束 */
        while((USART1->ISR & USART_ISR_TC) == 0)
        {}
        
        return ch;
    #endif
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: fgetc
    *    功能说明: 重定义getc函数,这样可以使用getchar函数从串口1输入数据
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    int fgetc(FILE *f)
    {
    
    #if 1    /* 从串口接收FIFO中取1个数据, 只有取到数据才返回 */
        uint8_t ucData;
    
        while(comGetChar(COM1, &ucData) == 0);
    
        return ucData;
    #else
        /* 等待接收到数据 */
        while((USART1->ISR & USART_ISR_RXNE) == 0)
        {}
    
        return (int)USART1->RDR;
    #endif
    }

    printf函数是非阻塞的,执行后会立即返回,串口中断服务程序会陆续将数据发送出去。

    24.4 串口FIFO板级支持包(bsp_uart_fifo.c)

    串口驱动文件bsp_uart_fifo.c主要实现了如下几个API供用户调用:

    •   bsp_InitUart
    •   comSendBuf
    •   comSendChar
    •   comGetChar

    24.4.1 函数bsp_InitUart

    函数原型:

    void bsp_InitUart(void)

    函数描述:

    此函数主要用于串口的初始化,使用所有其它API之前,务必优先调用此函数。

    使用举例:

    串口的初始化函数在bsp.c文件的bsp_Init函数里面调用。

    24.4.2 函数comSendBuf

    函数原型:

    void comSendBuf(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen);

    函数描述:

    此函数用于向串口发送一组数据,非阻塞方式,数据放到发送缓冲区后立即返回,由中断服务程序在后台完成发送。

    函数参数:

    •   第1个参数_ucPort是端口号,范围COM1 - COM8。
    •   第2个参数_ucaBuf是待发送的数据缓冲区地址。
    •   第3个参数_usLen是要发送数据的字节数。

    注意事项:

    •   此函数的解读在本章24.3.5小节。
    •   发送的数据最好不要超过bsp_uart_fifo.h文件中定义的发送缓冲区大小,从而实现最优的工作方式。因为超过后需要在发送函数等待有发送空间可用。

    使用举例:

    调用此函数前,务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。

    const char buf1[] = "接收到串口命令1 ";

    comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));

    24.4.3 函数comSendChar

    函数原型:

    void comSendChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t _ucByte);

    函数描述:

    此函数用于向串口发送1个字节,非阻塞方式,数据放到发送缓冲区后立即返回,由中断服务程序在后台完成发送。此函数是通过调用函数comSendBuf实现的。

    函数参数:

    •   第1个参数_ucPort是端口号,范围COM1 - COM8。
    •   第2个参数_ucByte是待发送的数据。

    注意事项:

    •   此函数的解读在本章24.3.2小节。

    使用举例:

    调用此函数前,务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。比如通过串口1发送一个字符c:

    comSendChar(COM1, 'c')。

    24.4.4 函数comGetChar

    函数原型:

    uint8_t comGetChar(COM_PORT_E _ucPort, uint8_t *_pByte)

    函数描述:

    此函数用于从接收缓冲区读取1字节,非阻塞。无论有无数据均立即返回。

    函数参数:

    •   第1个参数_ucPort是端口号,范围COM1 - COM8。
    •   第2个参数_pByte用于存放接收到的数据。
    •   返回值,返回0表示无数据, 1 表示读取到有效字节。

    注意事项:

    •   此函数的解读在本章24.3.6小节。

    使用举例:

    调用此函数前,务必优先调用函数bsp_InitUart进行初始化。

    比如从串口1读取一个字符就是:comGetChar(COM1, &read)。

    24.5 串口FIFO驱动移植和使用

    串口FIFO移植步骤如下:

    •   第1步:复制bsp_uart_fifo.h和bsp_uart_fifo.c到自己的工程目录,并添加到工程里面。
    •   第2步:根据自己要使用的串口和收发缓冲大小,修改下面的宏定义即可。
    #define    UART1_FIFO_EN    1
    #define    UART2_FIFO_EN    0
    #define    UART3_FIFO_EN    0
    #define    UART4_FIFO_EN    0
    #define    UART5_FIFO_EN    0
    #define    UART6_FIFO_EN    0
    #define    UART7_FIFO_EN    0
    #define    UART8_FIFO_EN    0
    
    /* 定义串口波特率和FIFO缓冲区大小,分为发送缓冲区和接收缓冲区, 支持全双工 */
    #if UART1_FIFO_EN == 1
        #define UART1_BAUD            115200
        #define UART1_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART1_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    
    #if UART2_FIFO_EN == 1
        #define UART2_BAUD            9600
        #define UART2_TX_BUF_SIZE    10
        #define UART2_RX_BUF_SIZE    2*1024
    #endif
    
    #if UART3_FIFO_EN == 1
        #define UART3_BAUD            9600
        #define UART3_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART3_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    
    #if UART4_FIFO_EN == 1
        #define UART4_BAUD            115200
        #define UART4_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART4_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    
    #if UART5_FIFO_EN == 1
        #define UART5_BAUD            115200
        #define UART5_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART5_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    
    #if UART6_FIFO_EN == 1
        #define UART6_BAUD            115200
        #define UART6_TX_BUF_SIZE    1*1024
        #define UART6_RX_BUF_SIZE    1*1024
    #endif
    •   第3步:这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和串口驱动文件,简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
    •   第4步,应用方法看本章节配套例子即可。

    24.6 实验例程设计框架

    通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:

     

      第1阶段,上电启动阶段:

    • 这部分在第14章进行了详细说明。

      第2阶段,进入main函数:

    •   第1部分,硬件初始化,主要是HAL库,系统时钟,滴答定时器和LED。
    •   第2部分,应用程序设计部分,实现了一个串口接收命令,返回消息的简单功能。

    24.7 实验例程说明(MDK)

    配套例子:

    V5-006_串口和PC机通信(驱动支持8串口FIFO)

    实验目的:

    1. 学习串口与PC通信。

    实验内容:

    1. 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。

    实验操作:

    1. 串口接收到字符命令'1',返回串口消息"接收到串口命令1"。
    2. 串口接收到字符命令'2',返回串口消息"接收到串口命令2"。
    3. 串口接收到字符命令'3',返回串口消息"接收到串口命令3"。
    4. 串口接收到字符命令'4',返回串口消息"接收到串口命令4"。
    5. K1按键按下,串口打印"按键K1按下"。
    6. K2按键按下,串口打印"按键K2按下"。
    7. K3按键按下,串口打印"按键K3按下"。

    上电后串口打印的信息:

    波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1

     

    程序设计:

      系统栈大小分配:

     

      硬件外设初始化

    硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_Init
    *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    *    形    参:无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_Init(void)
    {
        /* 
           STM32H407 HAL 库初始化,此时系统用的还是F407自带的16MHz,HSI时钟:
           - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
           - 设置NVIV优先级分组为4。
         */
        HAL_Init();
    
        /* 
           配置系统时钟到168MHz
           - 切换使用HSE。
           - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
        */
        SystemClock_Config();
    
        /* 
           Event Recorder:
           - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
           - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
        */    
    #if Enable_EventRecorder == 1  
        /* 初始化EventRecorder并开启 */
        EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
        EventRecorderStart();
    #endif
        
        bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
        bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
        bsp_InitUart();        /* 初始化串口 */
        bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
        BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */
    }

      每10ms调用一次蜂鸣器和按键处理:

    蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_RunPer10ms
    *    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
    *              不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_RunPer10ms(void)
    {
        bsp_KeyScan10ms();
         BEEP_Pro();
    }

      主功能:

    主程序实现如下操作:

    •   启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
    •   串口接收到字符命令'1',返回串口消息"接收到串口命令1"。
    •   串口接收到字符命令'2',返回串口消息"接收到串口命令2"。
    •   串口接收到字符命令'3',返回串口消息"接收到串口命令3"。
    •   串口接收到字符命令'4',返回串口消息"接收到串口命令4"。
    •   K1按键按下,串口打印"按键K1按下"。
    •   K2按键按下,串口打印"按键K2按下"。
    •   K3按键按下,串口打印"按键K3按下"。
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: main
    *    功能说明: c程序入口
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
    *********************************************************************************************************
    */
    int main(void)
    {
        uint8_t ucKeyCode;    
        uint8_t read;
        const char buf1[] = "接收到串口命令1
    ";
        const char buf2[] = "接收到串口命令2
    ";
        const char buf3[] = "接收到串口命令3
    ";
        const char buf4[] = "接收到串口命令4
    ";
        
        
        bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
        
        PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
        PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
        
        /* 主程序大循环 */
        while (1)
        {
            /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */
            bsp_Idle();        
            
            /* 判断定时器超时时间 */
            if (bsp_CheckTimer(0))    
            {
                /* 每隔100ms 进来一次 */
                /* 翻转LED2的状态 */
                bsp_LedToggle(2);    
            }
            
            /* 接收到的串口命令处理 */
            if (comGetChar(COM1, &read))
            {
                switch (read)
                {
                    case '1':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));
                        break;
    
                    case '2':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf2, strlen(buf2));
                        break;
    
                    case '3':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf3, strlen(buf3));
                        break;
    
                    case '4':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf4, strlen(buf4));
                        break;    
                    
                    default:
                        break;
                }
            }
            
            /* 处理按键事件 */
            ucKeyCode = bsp_GetKey();
            if (ucKeyCode > 0)
            {
                /* 有键按下 */
                switch (ucKeyCode)
                {
                    case KEY_DOWN_K1:        /* 按键K1键按下 */
                        printf("按键K1按下
    ");
                        bsp_LedToggle(1);    
                        break;        
                    
                    case KEY_DOWN_K2:        /* 按键K2键按下 */
                        printf("按键K2按下
    ");
                        bsp_LedToggle(3);                    
                        break;
    
                    case KEY_DOWN_K3:        /* 按键K3键按下 */
                        printf("按键K3按下
    ");    
                        bsp_LedToggle(4);    
                        break;                
                    
                    default:
                        break;
                }
            }
        }
    }

    24.8 实验例程说明(IAR)

    配套例子:

    V6-006_串口和PC机通信(驱动支持8串口FIFO)

    实验目的:

    1. 学习串口与PC通信。

    实验内容:

    1. 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。

    实验操作:

    1. 串口接收到字符命令'1',返回串口消息"接收到串口命令1"。
    2. 串口接收到字符命令'2',返回串口消息"接收到串口命令2"。
    3. 串口接收到字符命令'3',返回串口消息"接收到串口命令3"。
    4. 串口接收到字符命令'4',返回串口消息"接收到串口命令4"。
    5. K1按键按下,串口打印"按键K1按下"。
    6. K2按键按下,串口打印"按键K2按下"。
    7. K3按键按下,串口打印"按键K3按下"。

    上电后串口打印的信息:

    波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1

     

    程序设计:

      系统栈大小分配:

     

      硬件外设初始化

    硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_Init
    *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    *    形    参:无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_Init(void)
    {
        /* 
           STM32H407 HAL 库初始化,此时系统用的还是F407自带的16MHz,HSI时钟:
           - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
           - 设置NVIV优先级分组为4。
         */
        HAL_Init();
    
        /* 
           配置系统时钟到168MHz
           - 切换使用HSE。
           - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
        */
        SystemClock_Config();
    
        /* 
           Event Recorder:
           - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
           - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
        */    
    #if Enable_EventRecorder == 1  
        /* 初始化EventRecorder并开启 */
        EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
        EventRecorderStart();
    #endif
        
        bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
        bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
        bsp_InitUart();        /* 初始化串口 */
        bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
        BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */
    }

      每10ms调用一次蜂鸣器和按键处理:

    蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_RunPer10ms
    *    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
    *              不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_RunPer10ms(void)
    {
        bsp_KeyScan10ms();
         BEEP_Pro();
    }

      主功能:

    主程序实现如下操作:

    •   启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
    •   串口接收到字符命令'1',返回串口消息"接收到串口命令1"。
    •   串口接收到字符命令'2',返回串口消息"接收到串口命令2"。
    •   串口接收到字符命令'3',返回串口消息"接收到串口命令3"。
    •   串口接收到字符命令'4',返回串口消息"接收到串口命令4"。
    •   K1按键按下,串口打印"按键K1按下"。
    •   K2按键按下,串口打印"按键K2按下"。
    •   K3按键按下,串口打印"按键K3按下"。
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: main
    *    功能说明: c程序入口
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
    *********************************************************************************************************
    */
    int main(void)
    {
        uint8_t ucKeyCode;    
        uint8_t read;
        const char buf1[] = "接收到串口命令1
    ";
        const char buf2[] = "接收到串口命令2
    ";
        const char buf3[] = "接收到串口命令3
    ";
        const char buf4[] = "接收到串口命令4
    ";
        
        
        bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
        
        PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
        PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
        
        /* 主程序大循环 */
        while (1)
        {
            /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */
            bsp_Idle();        
            
            /* 判断定时器超时时间 */
            if (bsp_CheckTimer(0))    
            {
                /* 每隔100ms 进来一次 */
                /* 翻转LED2的状态 */
                bsp_LedToggle(2);    
            }
            
            /* 接收到的串口命令处理 */
            if (comGetChar(COM1, &read))
            {
                switch (read)
                {
                    case '1':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf1, strlen(buf1));
                        break;
    
                    case '2':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf2, strlen(buf2));
                        break;
    
                    case '3':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf3, strlen(buf3));
                        break;
    
                    case '4':
                        comSendBuf(COM1, (uint8_t *)buf4, strlen(buf4));
                        break;    
                    
                    default:
                        break;
                }
            }
            
            /* 处理按键事件 */
            ucKeyCode = bsp_GetKey();
            if (ucKeyCode > 0)
            {
                /* 有键按下 */
                switch (ucKeyCode)
                {
                    case KEY_DOWN_K1:        /* 按键K1键按下 */
                        printf("按键K1按下
    ");
                        bsp_LedToggle(1);    
                        break;        
                    
                    case KEY_DOWN_K2:        /* 按键K2键按下 */
                        printf("按键K2按下
    ");
                        bsp_LedToggle(3);                    
                        break;
    
                    case KEY_DOWN_K3:        /* 按键K3键按下 */
                        printf("按键K3按下
    ");    
                        bsp_LedToggle(4);    
                        break;                
                    
                    default:
                        break;
                }
            }
        }
    }

    24.9 总结

    本章节就为大家讲解这么多, 重点是6串口FIFO的实现,而且移植也比较简单,可放心用于项目实战。

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