STM32Cube系列教程10：STM32CubeIDE工程创建+串口DMA+IDLE+printf重定向+软中断处理串口数据+非阻塞延时任务

news2024/9/20 20:51:26

文章目录

  • 工程配置
    • 配置时钟
    • 配置Debug接口
    • 配置串口外设
    • 配置时钟树
    • 生成代码
  • 配置串口
    • 重定向printf
    • 配置串口，开启IDLE，开启软中断
  • 配置非阻塞延时任务调度函数
    • 编写任务调度函数
    • 延时任务创建
  • 编译，下载与测试
    • 编译
    • 下载
    • 测试

前两天收到了ST社区的NUCLEO-U083RC的评估板，这颗芯片中内置了硬件AES与RNG模块，准备对这两个模块做个测试，今天先配置个工程模板，主要开启串口收发，printf重定向，利用DMA与IDLE中断自动接收不定长的串口数据，在接收完毕后利用软中断触发中断处理串口数据，在编写一个简易的非阻塞延时功能。

全部代码以上传到github：https://github.com/what-sudo/stm32U083

工程配置

配置时钟

打开STM32CubeIDE环境，创建一个新项目，选择对应的芯片，打开STM32CubeMX代码生成工具。
打开System Core -> RCC，分别配置外部高速时钟与外部低速时钟源为晶体振荡器
在这里插入图片描述

打开System Core -> SYS，配置系统时基为SysTick。

vi

配置Debug接口

打开Trace and Debug -> Debug配置选项，选中Serial Wire。打开SWD功能。这里如果不打开，后期将无法使用swd功能烧写程序。
在这里插入图片描述

配置串口外设

打开Connectivity -> LPUART1配置选项，模式设置为异步串行接口，下面波特率设置为115200，检查右侧显示的串口管脚是否与硬件匹配，如果不匹配可重定向到别的管脚。

在这里插入图片描述
配置串口DMA通道
在这里插入图片描述
使能串口中断源
在这里插入图片描述

配置时钟树

为了获取更好的性能，这里选择使用外部时钟，注意设置外部晶体的频率，系统时钟源选择PLLCLK，HCLK时钟配置为48MHz。
在这里插入图片描述

生成代码

点击上方的Project manager，打开Code Generator，选中仅复制使用的库文件，生成单独的.c与.h文件。
在这里插入图片描述
设置完成后，Ctrl + S保存，将自动弹窗提示生成代码，或手动点击上方的小齿轮图标生成代码
在这里插入图片描述

配置串口

重定向printf

打开Core\Src\usart.c文件，在文件前部加入重定向printf的代码。

#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#define GETCHAR_PROTOTYPE int __io_getchar(FILE *f)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#define GETCHAR_PROTOTYPE int fgetc(FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
  return ch;
}
GETCHAR_PROTOTYPE
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&hlpuart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
  if (ch == '\r')
  {
    __io_putchar('\r');
    ch = '\n';
  }
  return __io_putchar(ch);
}

在这里插入图片描述

配置串口，开启IDLE，开启软中断

打开usart.c文件，在文件中定义串口接收buffer，编写串口IDLE中断处理函数，串口DMA发送函数，串口接收数据处理函数，软中断处理函数。

volatile uint8_t rx1_len = 0;  //Received data length
volatile uint8_t rec1_end_flag = 0; //Received data over flag
uint8_t rx1_buffer[BUFFER_SIZE]={0};  //Received data buffer

// IDLE中断处理
void Usart1_IDLE(void)
{
  uint32_t tmp_flag = 0;
  uint32_t temp;

  tmp_flag = __HAL_UART_GET_FLAG(&hlpuart1, UART_FLAG_IDLE);
  if ((tmp_flag != RESET))
  {
    __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&hlpuart1);
    HAL_UART_DMAStop(&hlpuart1);
    temp = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_lpuart1_rx);
    rx1_len = BUFFER_SIZE - temp;
    rec1_end_flag = 1;
    EXTI->SWIER1 |= 1 << 0;
  }
}
// 串口发送
int DMA_Usart1_Send(uint8_t *buf, uint8_t len)
{
  if (len == 0)
    return 0;
  HAL_StatusTypeDef sta = HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, buf, len);
  if (sta != HAL_OK)
    return -1;
  return 0;
}
// 串口数据处理
void Usart1_Handle()
{
  if (rec1_end_flag) {
    DMA_Usart1_Send(rx1_buffer, rx1_len);
    rx1_len = 0;
    rec1_end_flag = 0;
    HAL_UART_Receive_DMA(&hlpuart1, rx1_buffer, BUFFER_SIZE);
  }
}
// 软中断处理
void EXTI0_1_IRQHandler(void)
{
  if (EXTI->RPR1 & 1 << 0)
  {
    EXTI->RPR1 |= 1 << 0;
    Usart1_Handle();
  }
}

打开stm32u0xx_it.c文件，找到void USART3_LPUART1_IRQHandler(void)函数，在函数体前部其中加入Usart1_IDLE函数调用。修改如下

/**
  * @brief This function handles USART3 (combined with EXTI 24) + LPUART1 global interrupt (combined with EXTI lines 28).
  */
void USART3_LPUART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART3_LPUART1_IRQn 0 */
  Usart1_IDLE();
  /* USER CODE END USART3_LPUART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&hlpuart1);
  /* USER CODE BEGIN USART3_LPUART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART3_LPUART1_IRQn 1 */
}

打开main.c文件，在main()函数中，加入初始化软中断，开启IDLE中断，开启串口DMA接收的代码

  EXTI->IMR1 |= 1<<0;
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 3, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_1_IRQn);

  __HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1, UART_IT_IDLE);
  HAL_UART_Receive_DMA(&hlpuart1,rx1_buffer,BUFFER_SIZE);

在这里插入图片描述

配置非阻塞延时任务调度函数

编写任务调度函数

打开main.c文件，在user code的位置，定义task_scheduling函数。

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t task_scheduling(uint32_t *task, uint32_t time)
{
  uint32_t sys_ms_timer = HAL_GetTick();
  if ((sys_ms_timer > *task) && ((sys_ms_timer - *task) > time))
  {
    *task = sys_ms_timer;
    return 1;
  }
  else if (*task > sys_ms_timer)
  {
    if (((0xffffffff - *task) + sys_ms_timer) > time)
    {
      *task = sys_ms_timer;
      return 1;
    }
  }
  return 0;
}

/* USER CODE END 0 */

延时任务创建

在主循环中，添加一个led灯闪烁的任务，每隔1000ms执行一次。

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    if (task_scheduling(&task1, 1000))
    {
      HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
    }

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

编译，下载与测试

编译

代码编写完成后，点击工具栏的build按钮
在这里插入图片描述

下载

等待控制台完成编译后，控制台输出程序的空间占用，点击工具栏的下载按钮，等待完成下载。
在这里插入图片描述

测试

程序下载完成后，可以看到led灯每隔1s闪烁一下。
打开串口调试工具，发送数据，单片机将接收到的数据返回。
在这里插入图片描述

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