【蓝桥杯】嵌入式编程_UASRT模块

目录

理论部分

认识中断

USART模块搭建

1.GPIO引脚

2.USART 配置

3.开启USART中断

4.相关时钟配置

5.Keil5预配置

6.代码移植

7.程序设计文件参考

UART接收特定字符练习

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理论部分

在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。串口的数据传输是以串行方式进行的。串口在数据通信中，一次只能传输一个比特的数据。串行数据的传输速度用bps或波特率来描述每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second）也称波特率

本次模块USART采用串口通信

串行通信又可分为 单工通信 半双工通信 全双工通信

串行异步通信要素 1.数据位长度 2.有无奇偶位 3.停止位长度 4.波特率

UASRT通信应用场合

CPU与CPU之间通信 芯片（开发板）与PC机之间的通信（printf）（串口调试助手）RS232转换器 ttl 转usb————USART 芯片（开发板）与外围模块之间的通信

 (图来源：CT117E-M4产品手册.pdf)

 STM32G4系列微控制器参考手册.pdf

分析可知 要想正确搭建USART模块 就要从PA9 与PA10引脚配置入手（ 一个为接收 一个发送） 打开相应的USART1 也要注意相应的时钟(RCC) APB2总线使能。

USART如何接收数据？

        采用中断接收。

认识中断

中断就是cpu检测到某种信号时 转去执行相应的操作 执行完毕后继续原本的工作 例如 pc向USART发送了数据 USART产生接收中断 cpu转去USART执行相关接收数据工作

不止USART有中断 其他外设也有相应的中断 多个中断在一起 ，就不得不解决谁先去执行的问题 。这就引出了异常向量表&优先级的概念

且看文件startup_stm32g431xx.s 

 可以看到 内部的中断 （核内）与 扩展的中断

在中断优先级与抢占优先级相等的情况下 芯片会采用 顺序的方式决定谁先去执行。注意要尽量避免中断嵌套（在中断再次使用中断 这样的程序较为复杂不好控制）我们搭建模块的过程中也不需要考虑优先级的问题了 按照默认的来就足够了。

谁来管理中断的使能失能？

NVIC：向量中断控制器 所有和中断有关的操作都由NVIC来管理

使用中断 不得不提文件stm32g4xx_it.c 这里配置了产生中断要执行的函数，不过我们一般才用 回调函数的方式在其他位置写中断函数。

USART模块搭建

1.GPIO引脚

配置复用漏极开路输出

2.USART 配置

模式：异步模式

配置：波特率+数据长度+校验位+停止位

3.开启USART中断

4.相关时钟配置

 注意！由于重新配置了rcc 待会要覆盖掉原先的时钟配置函数代码

5.Keil5预配置

1）双击Drivers添加相关库文件

2）头文件main.h跟过去 --->stm32g4xx_hal.h --->stm32g4xx_hal_conf--->stm32g4xx_hal_conf.h 将相关头文件定义注释消掉

6.代码移植

将新生成的 在Src文件下的usart.c复制到 目标Src文件下 头文件usart.h复制到相应\Inc下

main.c 要包含头文件usart.h #include "usart.h"

在文件下stm32g4xx_it.c添加该usart的中断配置

/* External variables --------------------------------------------------------*/
extern UART_HandleTypeDef huart1;


/* USER CODE BEGIN 1 */
void USART1_IRQHandler(void)
{

  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);

} 

函数SystemClock_Config() 要覆盖掉

7.程序设计文件参考

mian.c

#include <stdio.h> 
#include <string.h>
#include "main.h"  
#include "usart.h"
//设置周期的变量
__IO uint32_t uwTick_uart;

void uart_proc(void);

int main(void)
{
 
 	HAL_Init();
 	SystemClock_Config();
	MX_USART1_UART_Init();
		
	sprintf(&UART_string[0],"欢迎使用uart\n");
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)UART_string,strlen(UART_string),50);
		
	//*串口接收中断打开 接收长度为1
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&UART_Receive,1);

    while (1)
  {
		uart_proc();
  }
}

void uart_proc(void)
{
	if((uwTick-uwTick_uart)<500) return;
	uwTick_uart = uwTick;
	if(counter == 7)//接收7个数据 产生7此中断  
	{
		sprintf(UART_string, "success:%s\r\n",&UART_REceive[0]);
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(unsigned char *)UART_string, strlen(UART_string), 50);	
   		counter = 0;		
	}	
//	sprintf(&UART_string[0],"hello world\n");
//	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)UART_string,strlen(UART_string),50);
}

usart.c

#include "usart.h"

/* USER CODE BEGIN 0 */
char UART_string[40];
uint8_t UART_REceive[8]={0};
uint8_t UART_Receive;
uint8_t counter = 0;
/* USER CODE END 0 */
UART_HandleTypeDef huart1;
/* USART1 init function */

void MX_USART1_UART_Init(void)
{
  /*由CubeMx自动生成 无需修改*/
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */
  /* USER CODE END USART1_Init 2 */
}

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
   /*由CubeMx自动生成 无需修改*/
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */
  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
   /*由CubeMx自动生成 无需修改*/
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspDeInit 1 */
  /* USER CODE END USART1_MspDeInit 1 */
  }
}

/* USER CODE BEGIN 1 */

/*相应的中断配置函数  接收个字符*/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{

	UART_REceive[counter] = UART_Receive;	
 	counter++;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&UART_Receive,1);

}
/* USER CODE END 1 */

uart.h

#ifndef __USART_H__
#define __USART_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */

extern UART_HandleTypeDef huart1;
extern char UART_string[40];
extern uint8_t UART_REceive[8];
extern uint8_t UART_Receive;
extern uint8_t counter;
/* USER CODE BEGIN Private defines */

/* USER CODE END Private defines */

void MX_USART1_UART_Init(void);
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
/* USER CODE END Prototypes */
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __USART_H__ */

8.串口调试工具测试

UART接收特定字符练习

现实现

1.uart 接收6个数字字符 其他字符返回error

void uart_fun(void)
{
		if(uwTick-uwTick_uart<300) return;
			uwTick_uart=uwTick;
	if(uart_counter==6){
		
		for(int i =0;i<6;i++)
		{
		   int rex =uart_Rx[i]-'0';
			 if(rex<0||rex>9)
			 {
			 	sprintf((char *)&uart_string[0],"error \n");
				HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&uart_string[0],strlen((char *)&uart_string[0]),20);
				uart_counter=0;
				HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)&uart_code,1);
				return;
			 }
	
	
		}
			
		
//		
	sprintf((char *)&uart_string[0],"successful:%s \n",&uart_Rx[0]);
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&uart_string[0],strlen((char *)&uart_string[0]),20);
	uart_counter=0;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)&uart_code,1);
		
	}
}

2.uart 接收6个字母 前3个字母为大写 后3个字母为小写字母 其他字符返回error

void uart_fun(void)
{
		if(uwTick-uwTick_uart<300) return;
			uwTick_uart=uwTick;
	if(uart_counter==6){
		


		for(int i =0;i<3;i++)
		{
				//int rex =uart_Rx[i]-'0';
				if(uart_Rx[i]<'A'||uart_Rx[i]>'Z')
				 {
					sprintf((char *)&uart_string[0],"error \n");
					HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&uart_string[0],strlen((char *)&uart_string[0]),20);
					uart_counter=0;
					HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)&uart_code,1);
					return;
				 }
			}
		for(int i =3;i<6;i++)
		{
				//int rex =uart_Rx[i]-'0';
				if(uart_Rx[i]<'a'||uart_Rx[i]>'z')
				 {
					sprintf((char *)&uart_string[0],"error \n");
					HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&uart_string[0],strlen((char *)&uart_string[0]),20);
					uart_counter=0;
					HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)&uart_code,1);
					return;
				 }
			}

			
		
	
	sprintf((char *)&uart_string[0],"successful:%s \n",&uart_Rx[0]);
	HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&uart_string[0],strlen((char *)&uart_string[0]),20);
	uart_counter=0;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)&uart_code,1);
		 
	}
	
}