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基于STM32F103C8T6的USART串行通信（PC与STM32） 一、功能要求及通信协议设计 通过PC控制STM32最小系统上的LED。采用中断接收法，当串口接收到数据即进入中断函数，接收该数据。接收和发送的数据帧长度可变，但不超过255字节。 通信协议设计如下： 1. PC端 （1） 数据帧头为0xEA，数据帧尾为0x55。 （2） 如果数据帧中间数据为0x01，表示要点亮相对应的LED。 （3） 如果数据帧中间数据为0x02，表示要关闭相对应的LED。 2. STM32实验系统端 （1） 正确点亮LED，则STM32回发：“LED in STM32 has been turnon!”，否则回发：“LED in STM32 has been on!”。 （2） 正确关闭LED，则STM32回发：“LED in STM32 has been turnoff!”，否则回发：“LED in STM32 has been off!”。 二、程序算法1. 算法设计 上位机（这里采用PC）按通信协议要求发送一帧数据给STM32实验系统（下位机），下位机以中断方式接收数据帧，如果是有效数据帧则设置标志，否则清除标志；如果接收到有效数据帧，STM32实验系统（下位机）对数据帧进行分析并进行相应处理。如果命令是0x01，则点亮LED；如果命令是0x02，则关闭LED。 2. 程序框架 由于采用中断方式，因此工程模板中的两个中断相关文件均必须被使用：stm32f10x_it.h和stm32f10x_it.c，前者主要是进行全局变量说明、中断函数说明，后者主要是中断函数的定义。另外设计的文件是：main.c，stm32f10x_conf.h，前者是主函数所在文件，后者是功能模块头文件设置文件。其它自定义文件有：UserDefine.h和User.c，前者是用户类型定义及函数声明所在文件，后者是用户函数定义所在文件。因此，涉及工程模板中的文件有4个，分别是： （1） stm32f10x_it.h； （2） stm32f10x_it.c； （3） stm32f10x_conf.h； （4） main.c； （5） UserDefine.h； （6） User.c。 三、工程配置1. 选择设备为STM32F103C8
2. 修改晶振频率为8.0 STM32F103C8的内部晶振频率为8MHz。 3. 设置预处理宏定义符号：USE_STDPERIPH_DRIVER,STM32F10X_MD USE_STDPERIPH_DRIVER表示要使用固件库，STM32F10X_MD表示选用的是中等容量的STM32芯片。 4. 设置IncludePath路径 该项配置是为了将STM32的启动文件及官方库包含进项目中，这样能加快开发速度，而且使用官方库开发相较于其他方式而言更浅显易懂。 5. 设置调试方式 此项为PC与STM32芯片的连接方式，具体请自行调整 6. 设置启动方式 此项设置为程序下载后及启动，免去了手动启动的环节。 四、源程序1. 文件1——stm32f10x_it.h #ifndef __STM32F10x_IT_H #define __STM32F10x_IT_H #include "stm32f10x.h" #include "UserDefine.h" void NMI_Handler(void); void HardFault_Handler(void); void MemManage_Handler(void); void BusFault_Handler(void); void UsageFault_Handler(void); void SVC_Handler(void); void DebugMon_Handler(void); void PendSV_Handler(void); void SysTick_Handler(void); void USART1_IRQHandler(void); #endif /* __STM32F10x_IT_H */
2. 文件2——stm32f10x_it.c #include "stm32f10x_it.h" extern RxTxBuffer_t Data; void NMI_Handler(void) { } void HardFault_Handler(void) { /* Go to infinite loop when Hard Faultexception occurs */ while (1) { } } void MemManage_Handler(void) { /* Go to infinite loop when Memory Manageexception occurs */ while (1) { } }
void BusFault_Handler(void) { /* Go to infinite loop when Bus Fault exception occurs */ while (1) { } }
void UsageFault_Handler(void) { /* Go to infinite loop when Usage Faultexception occurs */ while (1) { } }
void SVC_Handler(void) { } void DebugMon_Handler(void) { } void PendSV_Handler(void) { } void SysTick_Handler(void) { } void USART1_IRQHandler(void) { if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET) { USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); Data.RxBuffer[Data.RxCount++]=USART_ReceiveData(USART1); //Data.RxCount &= 0xFF; } if (Data.RxBuffer[Data.RxCount - 1] == 0xEA) Data.RxHeader = Data.RxCount - 1; if(Data.RxBuffer[Data.RxHeader]==0xEA&&Data.RxBuffer[Data.RxCount -1] == 0x55) { Data.RxLen = Data.RxCount-1-Data.RxHeader; Data.RxOK = 1; } if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_IT_ORE) == SET) { USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_ORE); USART_ReceiveData(USART1); } }
3. 文件3——stm32f10x_conf.h #ifndef __STM32F10x_CONF_H #define __STM32F10x_CONF_H #include "stm32f10x_gpio.h" #include "stm32f10x_rcc.h" #include"stm32f10x_usart.h" #include "misc.h" #endif /* __STM32F10x_CONF_H */
4. 文件4——main.c #include "UserDefine.h" RxTxBuffer_t Data; int main(void) { u8 kcnt = 0; u8 cmd1, cmd2; SystemInit(); GPIO_Configure(); USART_Configure(); NVIC_Configure(); EmptyRxBuffer(BufferMAX); SendString((u8 *)("Welcome to my STM32!!!\n")); while (true) { if (Data.RxOK) { cmd1 = Data.RxBuffer[Data.RxHeader + 1]; cmd2 = Data.RxBuffer[Data.RxHeader + 2]; switch (cmd1) { case 0x01: LED_ON; Data.RxOK = 0; Data.RxCount = 0; EmptyRxBuffer(BufferMAX); break; case 0x02: LED_OFF; Data.RxOK = 0; Data.RxCount = 0; EmptyRxBuffer(BufferMAX); break; } } } }
5. 文件5——UserDefine.h #ifndef __USERDEFINE_H__ #define __USERDEFINE_H__ #include <stm32f10x.h> #include <stdbool.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #define BufferMAX 255 #define LED_ON GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12) #define LED_OFF GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12) typedef struct { u8 RxBuffer[BufferMAX]; u8 TxBuffer[BufferMAX]; vu8 RxCount; vu8 TxCount; vu8 RxHeader; vu8 RxOK; vu8 RxLen; } RxTxBuffer_t; typedef enum { ERR = 0, OK = !ERR } RxTxState_t; void GPIO_Configure(); void USART_Configure(); void NVIC_Configure(); void DelayNms(u16 time); RxTxState_t SendOneByte(u8 dat); void SendString(u8 *Message); void EmptyRxBuffer(u8 len); #endif /* __USERDEFINE_H__ */
6. 文件6——User.c #include "UserDefine.h" extern RxTxBuffer_t Data; void GPIO_Configure() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2P eriph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 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); } void USART_Configure() { USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_ HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode _Tx; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength _8b; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART1, ENABLE); } void NVIC_Configure() { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); } void DelayNms(u16 time) { u16 i = 0; while (time--) { i = 12000; while (i--) ; } } RxTxState_t SendOneByte(u8 dat) { vu32 cnt = 0; USART_SendData(USART1, dat); while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)== RESET) { cnt++; if (cnt == 100000) return ERR; } return OK; } void SendString(u8 *Message) { while (*Message != '\0') SendOneByte(*Message++); } void EmptyRxBuffer(u8 len) { u8 i; for(i = 0; i < len; i++) Data.RxBuffer = 0; }
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