技術文章 » stm32cubemx，簡易通訊協定，用串列埠傳送封包，解碼後: 1.改變PB5和PB6的PWM頻率和佔空比 2.使PA0輸入捕獲方波 3.相關資訊返回串列埠

stm32cubemx，簡易通訊協定，用串列埠傳送封包，解碼後: 1.改變PB5和PB6的PWM頻率和佔空比 2.使PA0輸入捕獲方波 3.相關資訊返回串列埠

2020-09-30 12:00:47

stm32cubemx，簡易通訊協定.

用串列埠傳送封包，解碼後:
1.改變PB5和PB6的PWM頻率和佔空比
2.使PA0輸入捕獲方波
3.相關資訊返回串列埠

基於正點原子的stm32f103zet6
1.時鐘設定：
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
2.TIM設定：
TIM3ch2負責PB5，這裡沒畫，但是一定要記得中斷使能哦
在這裡插入圖片描述
TIM4ch1負責PB6，這裡沒畫，但是一定要記得中斷使能哦
在這裡插入圖片描述
TIM5用來輸入捕獲，這裡沒畫，但是一定要記得中斷使能哦在這裡插入圖片描述
USART1
在這裡插入圖片描述
時鐘樹設定
在這裡插入圖片描述
提示：

  • TIM中的auto-reload不管你是disable還是enable都無所謂
  • 你發現我的TIM3和TIM4的prescale是0，我打算佔空比這種東西設定又串列埠傳送的封包來設定。

工程設定

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "stdbool.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define LED1_ON()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
#define LED1_OFF()    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
#define LED1_TOG()	  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5);
#define LED2_ON()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
#define LED2_OFF()    HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
#define LED2_TOG()	  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_5);
/* USER CODE END PD */

/* USER CODE BEGIN PV */
/*********01以下為調變PWM所需變數**************/
uint8_t str1[]			="hello world\r\n";
uint8_t str2[]			="error data\r\n";
uint8_t Rx_data[1];		//串列埠接受到的資料
uint8_t buff[64]		="0x00";//串列埠準備傳送資料的存放地點
int Duty				=200;
int Step				=0;
int flag				=0;
bool get_Flag2_Times	=0;
bool get_Flag3_Times	=0;
/*********02以下為輸入捕獲所需變數**************/
uint16_t capture_Buf[3] ={0};  	//存放計數值
uint8_t capture_Cnt 	=0;    	//狀態標誌位
uint32_t overload_Cnt 	=0;		//溢位次數
uint16_t high_time		=0;   	//高電平捕獲計數
uint16_t low_time		=0;		//低電平捕獲計數
double HL_time			=0;		//高電平時間
double LL_time			=0;		//低電平時間
double fre				=0;		//頻率
double duty				=0;		//佔空比
/*************重寫fputc函數*********************/
int fputc(int c, FILE *stream) 
{
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (unsigned char *)&c, 1, 1000);   
    return 1;
}

/* USER CODE END PV */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/************使用者初始化相應的時鐘設定****************/
void User_Init()
{
  
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_2);//PWM定時器3啟動
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_1);//PWM定時器4啟動
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1); //串列埠準備接收中斷
  __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);//定時器5設定為上升沿捕獲  
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); 	//定時器5啟動
//HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);	//輸入捕獲定時器
//HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);				//普通定時器4
}
void getHelp()
{
	printf("/************************************************/\r\n");
	printf("歡迎使用stm32通訊協定實驗\r\n");
	printf("串列埠輸入封包進行你想要的操作\r\n");
	printf("封包格式為FF FF CB 0x X1 X2 X3 X4....FF\r\n");
	printf("其中FF FF為包頭，FF為包尾\r\n");
	printf("CB表示上位機向下位機傳送資料\r\n");
	printf("0x為操作碼，其中01調變佔空比，02調變週期，03捕獲方波\r\n");
	printf("預設方波輸出GPIO為PB5和PE5，方波捕獲GPIO為PA0\r\n");
	printf("0x為01時，X1，X2控制PB5輸出高電平時長的低8位元和高8位元\r\n");
	printf("X3，X4控制PE5輸出高電平時長的低8位元和高8位元\r\n");
	printf("0x為02時，X1，X2控制PB5輸出週期時長的低8位元和高8位元\r\n");
	printf("X3，X4控制PE5輸出週期時長的低8位元和高8位元\r\n");
	printf("單位是us\r\n");
	printf("0x為03時，無視Xi的取值，PA0讀取方波\r\n");
	printf("/************************************************/\r\n");
	printf("初始時，設定PB5，PE5週期為20ms\r\n");
	printf("範例：\"FF FF CB 01 D0 07 F4 01 FF\"設定PB5，PE5高電平為2ms，0.5ms\r\n");
	printf("範例：\"FF FF CB 02 20 4E 20 4E FF\"設定PB5，PE5週期為20ms\r\n");	 
	printf("範例：\"FF FF CB 03 FF\"輸出PA0捕獲到的方波\r\n");	
	printf("/************************************************/\r\n");
}

/*通過data[0]來改變PWM最大佔空比的週期(不得大於200即C8)
  此函數用於早期偵錯，本例程並沒有用到*/
void PWM_Breathe_LED1(uint8_t *Rx_data)
{
	  //Duty指的是高電平的時間，而高電平時燈是滅的。Duty=0時，燈最亮
	  for(Duty=Rx_data[0];Duty>=0;Duty--)
	  {
		 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_2,Duty);
		 HAL_Delay(1);
	  }
	  
	  for(Duty=0;Duty<=Rx_data[0];Duty++)
	  {
		 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_2,Duty);
		HAL_Delay(1);
	  }
}
/*此函數用於調變PB5的佔空比
  其中*Rx_data代表第八位，*(Rx_data+1)代表高八位*/
void PWM_SG90_1(uint8_t *Rx_data)
{
	Duty=*(Rx_data) + 256 * (*(Rx_data+1));
	
	//下面這裡用printf更好，但是這個函數是早期寫的，不太想改
		uint8_t temp[64]="\0";
		sprintf((char*)temp,"PB5的數值是：%d, 佔空比為：%.2f/%.2fms\r\n",Duty,Duty/1000.0,(htim3.Init.Period+1)/1000.0);//Duty的數值是：
		HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,sizeof(temp),10000);
	//上面這裡用printf更好，但是這個函數是早期寫的，不太想改
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1);
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_2,Duty);
}

/*此函數用於調變PE5的佔空比*/
void PWM_SG90_2(uint8_t *Rx_data)
{
	Duty=*(Rx_data) + 256 * (*(Rx_data+1));	
	//下面這裡用printf更好，但是這個函數是早期寫的，不太想改
		uint8_t temp[64]="\0";
		sprintf((char*)temp,"PE5的數值是：%d, 佔空比為：%.2f/%.2fms\r\n",Duty,Duty/1000.0,(htim4.Init.Period+1)/1000.0);//Duty的數值是：
		HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,sizeof(temp),10000);
	//上面這裡用printf更好，但是這個函數是早期寫的，不太想改
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1);
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_1,Duty);
}

/* USER CODE END 0 */


int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  Rx_data[0]=0xC8;//初始時，高電平時長最大值按照200來看
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_TIM4_Init();
  MX_TIM5_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /************使用者初始化相應的時鐘設定****************/
  User_Init();
  printf("歡迎使用stm32通訊協定實驗\r\n");
  printf("輸入\"FF FF CB 00 FF\"以獲取幫助\r\n");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
	
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

* USER CODE BEGIN 4 */

/*
獲得封包後，根據包頭進行指令解碼
*/
void takeActions(uint8_t* low,uint8_t* high)
{
	//*low為CB表示上位機是向下位機傳送指令，*high為01表示動作偵錯指令（調變高電平時間）
	//一般來講*low為buff[2]，*high為buff[3]
	if(*low == 0xCB && *high == 0x01)
	{
		//其中buff[4]為低8位元buff[5]為高8位元
		if(buff[4]!=0x00)
		{
			PWM_SG90_1(&buff[4]);//buff[4]和buff[5]為輸出佔空比。
		}
		//其中buff[6]為低8位元buff[7]為高8位元
		if(buff[6]!=0x00)
		{
			PWM_SG90_2(&buff[6]);//buff[6]和buff[7]為輸出佔空比。
		}				
	}
	//low為CB表示上位機是向下位機傳送指令，high為02表示動作偵錯指令（偵錯週期長短）
	if(*low == 0xCB && *high == 0x02)
	{
		if(buff[4]!=0x00)
		{
			htim3.Init.Period=buff[4]+256*buff[5];
			uint8_t temp[64]="\0";
			sprintf((char*)temp,"PB5接收到的資料為%d，單個週期為%.4fms\r\n",htim3.Init.Period,(htim3.Init.Period+1)/1000.0);
			HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,sizeof(temp),10000);
			HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1);
		}
		if(buff[6]!=0x00)
		{
			htim4.Init.Period=buff[6]+256*buff[7];
			uint8_t temp[64]="\0";
			sprintf((char*)temp,"PE5接收到的資料為%d，單個週期為%.4fms\r\n",htim4.Init.Period,(htim4.Init.Period+1)/1000.0);
			HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,sizeof(temp),10000);
			HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1);
		}				
	}
	//low為CB表示上位機是向下位機傳送指令，high為03表示動作偵錯指令（PA0輸入捕獲檢測週期長短）
	if(*low == 0xCB && *high == 0x03)
	{
		printf("PA0捕獲頻率: %7.3lfhz,佔空比:%4.1lf%%\r\n高電平時長:%7.3lfms,低電平時長:%7.3lfms\r\n週期:%7.3lfms\r\n\r\n",fre,duty,HL_time,LL_time,HL_time+LL_time);
	}
	if(*low == 0xCB && *high == 0x00)
	{
		getHelp();
	}
}
//捕獲計數器溢位 中斷回撥函數
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance==TIM5)
	{
		overload_Cnt++;
	}
}
//捕獲計數器捕獲到邊沿 中斷回撥函數
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(TIM5 == htim->Instance)
	{
		switch(capture_Cnt){
			//初始化已經為上升沿檢測，此時捕獲到上升沿後，進入case 0
			case 0:
				capture_Buf[0]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//獲取當前的捕獲值.
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  //設定為下降沿捕獲
				capture_Cnt++;
				overload_Cnt=0;//準備為溢位中斷計數
				break;
			case 1:
				capture_Buf[1]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//獲取當前的捕獲值.
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);  //設定為上升沿捕獲
				capture_Cnt++;
				break;
			case 2:
				capture_Buf[2]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);//獲取當前的捕獲值.
				HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //停止捕獲
				high_time=capture_Buf[1]-capture_Buf[0] + overload_Cnt*0xffff;
				low_time=capture_Buf[2]-capture_Buf[1] + overload_Cnt*0xffff;
				HL_time=high_time * 0.01 ;
				LL_time=low_time * 0.01 ;
				fre=1/(HL_time+LL_time) * 1000;
				duty=HL_time/(HL_time+LL_time)*100;
				capture_Cnt=0;//clear flag
				overload_Cnt=0;//clear flag
				__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);  //設定為上升沿捕獲
				HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //Start input capture
				break;				
		}	
	}
}

//串列埠1中斷回撥
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart->Instance==USART1)
	{
		//HAL_UART_Transmit(&huart1,Rx_data,sizeof(Rx_data),10000);//傳送我接受到的資料	
		//先判斷是否是包頭包尾資料
		if(Rx_data[0]==0xFF)
		{
			switch(flag)
			{
				case 0 ://如果是第一次接受到包頭，flag置為1
				{
					flag=1;
					break;
				}
				case 1 ://如果是第二次收到包頭，flag置為2，重置buff內的資料，
				{
					flag=2;
					memset(buff, 0, sizeof(buff)); 
					buff[0]=0xFF;
					buff[1]=0xFF;
					Step=2;//為後續新增資料做準備
					get_Flag2_Times=1;
					break;
				}
				case 2: //如果是第三次次收到包尾，flag置為3
				{
					flag=3;
					buff[Step]=0xFF;
					get_Flag3_Times=1;
					break;
				}
			}
		}
		
		//第一次flag=2不能進入，第二次到flag=2可以進入
		if(flag==2 && get_Flag2_Times!=1)
		{
			buff[Step]=Rx_data[0];	
			Step++;		
		}
		//如果已經獲得包尾標誌，
		if(flag==3 && get_Flag3_Times==1)//包尾資料如果是flag=3,資料接受完畢
		{
			flag=0;
			//HAL_UART_Transmit(&huart1,buff,Step+1,10000);
			takeActions(&buff[2],&buff[3]);
		}
	}
	get_Flag2_Times=0;
	get_Flag3_Times=0;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_data,1);//接受1個位元組資料，改變Rx_data[0]的數值
}
//定時器4中斷回撥
//void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
//{
//	if(htim->Instance==TIM4)
//	{
//		//LED2_TOG();
//	}
//}
/* USER CODE END 4 */