STM32用GPIO口模拟串口通信的源程序

2018-7-6 03:29:51 3928 STM32 GPIO

STM32 一般有４、５个串口，足够使用，这个给想扩一个串口的参考
/*
****************************************************************************
* 例程名称    : Ex004-使用GPIO口模拟串口通信
* 例程版本    : V2.0
* ST固件库版本  ：V3.5.0
* 作者    : ARMfly
* 发布日期    : 10-16
* 开发环境    : KEIL的uVision V3.70、uVision V4.13、IAR的EWARM V5.30
*
* 修改记录    :
*       2010-09-27 发布V1.0版本，固件库为V3.1.2
*       2011-03-20 发布V1.1版本，固件库为V3.4.0
*       2011-11-16 发布2.0版本，固件库为V3.5.0，优化工程结构，打印信息改为中文
*
*********************************************************************************************************
*/

【1】例程介绍
   这个例子演示如何使用两个GPIO口模拟串口通信，波特率9600，8位数据位，1位停止位。

   IO口的选择：
   （1）为方便连接至PC的串口，仍选用PA9与PA10，不过这里只将它们当作变通的IO口使用。PA9对应TXD，PA10对应RXD的功能。

   模拟串口发送：
   （1）tiM3用于产生1bit[104uS]的延时

   模拟串口接收：
   （1）PA10上的下降沿将触发外部中断，这标志着“起始位0”的到来。在对应的中断服务程序中，会立即关闭该外部中断，以
      防后续的“数据位”误触发本中断。
   （2）TIM1用于产生104uS的中断，定时去读取PA10上的电平，直至接收到一个完整的字节数据。
   （3）在接收到一个完整的字节数据之后，开启TIM2，它的作用是判断是否接收到了全部的数据。



   请用串口线将开发板的COM1口连接到PC机的串口（或者USB串口），然后打开串口调试助手（推荐使用作者为聂小猛的那款，它
      可以显示返回至PC的中文字符），可以在软件界面看到例程的运行信息。

   程序具有如下功能：
      - 复位后打印例程基本信息
      - 在接收完PC发送下去的数据后，将它们全部返回。

   程序执行结果如下：
      Hello,C!
      *************************************************************
      * 例程名称 : GPIO口模拟串口
      * 例程版本 : 1.0
      * 发布日期 : 11-12
      * 固件库版本 : 3.5.0
      *************************************************************
      请通过串口调试助手发送数据，本例程会将这些数据通过串口原样返回。

   对于Keil MDK，为了避免中文字符串告警，需要在C/C++编译选项中增加 --diag_suppress=870 参数。

   本程序支持在CPU内部Flash、CPU内部RAM和CPU外部RAM调试。在CPU内部RAM和CPU外部SRAM调试时，无需切换开发板上的
   启动模式拨码开关。请将拨码开关拨到Flash位置。

【2】例程文件夹说明
├─Libraries :  存放第3方提供的库或其源代码，这些代码一般是成熟的并经过验证的代码。
│  ├─CMSIS  :  Cortex微控制器软件接口程序，这是ST官方提供的固件库的一部分。
│  └─STM32F10x_StdPeriph_Driver : STM32F10x系列MCU的固件库源代码，这是ST官方提供的固件库的核心代码。
│
├─User    :  这里存放用户自己编写的源代码
│  └─bsp :  板级支持包（Board Surport Packet），也就是硬件底层驱动程序
│
└─project :  这里存放各类开发工具的工程文件
├─EWARMv5    : IAR公司EWARM工程文件
├─MDK-ARM(uV3) ：KEIL的MDK工程文件，uVision3版本。uV3不能打开uV4版本的工程。
└─MDK-ARM(uV4) : KEIL的MDK工程文件，uVision4版本。uV4可以打开uV3版本的工程。

【3】工程中源代码分组说明
└─Flash             : Target名称：Flash、CpuRAM 或 ExtSRAM
├─USER          : 用户程序
├─MDK-ARM       : 和IDE开发工具相关的启动代码（汇编）。MDK表示KEIL的IDE，EWARMv5表示IAR的IDE
├─StdPeriph_Driver : STM32F10x系列MCU的固件库源代码
├─CMSIS          : Cortex微控制器软件接口程序源代码
└─Doc             : 存放一些文档

【4】工程中Target说明
   Flash : 目标代码定位在CPU内部Flash。ROM地址: 0x08000000 RAM地址: 0x20000000
   CpuRAM  : 目标代码定位在CPU内部RAM。  ROM地址: 0x20000000 RAM地址: 0x20008000
   ExtSRAM : 目标代码定位在外部SRAM。 ROM地址: 0x68000000 RAM地址: 0x20000200 (前面0x200空间存放
         中断向量表)

/*
*********************************************************************************************************
*
* 模块名称 : 主程序模块。
* 文件名称 : main.c
* 版本 : V1.0
* 说明 : ADC采样和滤波例程。
* 修改记录 :
* 版本号日期作者说明
*
*********************************************************************************************************
*/
#include "stm32f10x.h" /* 如果要用ST的固件库，必须包含这个文件 */
#include /* 因为用到了printf函数，所以必须包含这个文件 */
/* 定义例程名和例程发布日期 */
#define EXAMPLE_NAME "GPIO口模拟串口"
#define EXAMPLE_DATE "2012-11-12"
#define DEMO_VER "1.0"
#define TXD_high() GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9)
#define TXD_low() GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9)
#define BaudRateUsed 9600
#define SendingDelay 104
/* 仅允许本文件内调用的函数声明 */
static void PrintfLogo(void);
static void GPIO_Configuration(void);
static void Delay_Ms(__IO uint32_t nTime);
static void EXTI_Configuration(void);
static void TIM1_Configuration(void);
static void TIM2_Configuration(void);
static void TIM3_Configuration(void);
static void PrintfAnswer(void);
/* 外部文件可以调用的函数声明 */
void SendOneByte(uint8_t datatoSend);
__IO uint32_t TimingDelay;
uint8_t dataReceived[100];
uint8_t Logo[]={"Hello, C!rn"};
__IO uint8_t receivedFlag;
__IO uint8_t receivedNum, tmpreceivedNum;
uint16_t g_usAdcValue; /* ADC 采样值的平均值 */
/*
*********************************************************************************************************
* 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)
{
/*
由于ST固件库的启动文件已经执行了CPU系统时钟的初始化，所以不必再次重复配置系统时钟。
启动文件配置了CPU主时钟频率、内部Flash访问速度和可选的外部SRAM FSMC初始化。
系统时钟缺省配置为72MHz，如果需要更改，可以修改：
LibrariesCMSISCM3DeviceSupportSTSTM32F10xsystem_stm32f10x.c
中配置系统时钟的宏。
*/
uint8_t i;
/* IO配置 */
GPIO_Configuration();
/* 配置外部中断 */
EXTI_Configuration();
/* TIM1初始化，用于接收 */
TIM1_Configuration();
/* TIM2初始化，用于判断数据是否接收完成 */
TIM2_Configuration();
/* TIM3初始化，用于发送 */
TIM3_Configuration();
/* 直接调用模拟串口发送函数 */
SendOneByte('H');
SendOneByte('e');
SendOneByte('l');
SendOneByte('l');
SendOneByte('o');
SendOneByte(',');
SendOneByte('C');
SendOneByte('!');
SendOneByte('r');
SendOneByte('n');
/* 打印例程Logo,间接调用模拟串口发送函数 */
PrintfLogo();
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
if(receivedFlag)
{
/* 清除接收完成标志位 */
receivedFlag = 0;
/* 返回接收到的数据 */
for(i = 0; i < tmpreceivedNum; i++)
SendOneByte(dataReceived);
/* 清空接收缓存 */
for(i = 0; i < tmpreceivedNum; i++)
dataReceived = 0;
/* 返回模拟对话数据 */
PrintfAnswer();
/* 接收数据长度清零 */
tmpreceivedNum = 0;
}
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: GPIO_Configuration
* 功能说明: 配置PA9为TXD，PA10做RXD
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* 使能 GPIOA clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* 防止上电后的误判 */
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9);
/* 配置PA9为推挽输出 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* 配置PA10为浮空输入 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: EXTI_Configuration
* 功能说明: 配置PA10上的下降沿触发外部中断
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void EXTI_Configuration(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the AFIO Clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
/* Configure Button EXTI line */
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line10;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
/* Enable and set Button EXTI Interrupt to the lowest priority */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0F;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: TIM1_Configuration
* 功能说明: 配置TIM1
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void TIM1_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SendingDelay -1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72-1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_FLAG_Update);
/* 开启TIM1的中断 */
TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);
/* 选择TIM2的中断通道 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;
/* 抢占式中断优先级设置为0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
/* 响应式中断优先级设置为0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
/* 使能中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: TIM2_Configuration
* 功能说明: 配置TIM1
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_FLAG_Update);
/* 开启TIM1的中断 */
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
/* 选择TIM2的中断通道 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
/* 抢占式中断优先级设置为0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
/* 响应式中断优先级设置为0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
/* 使能中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: TIM3_Configuration
* 功能说明: 配置TIM1
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void TIM3_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: Delay_Ms
* 功能说明: 延时
* 形参：nTime,单位为uS
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void Delay_Ms(__IO uint32_t nTime)
{
uint16_t tmp;
tmp = TIM_GetCounter(TIM3);
if(tmp + nTime <= 65535)
while( (TIM_GetCounter(TIM3) - tmp) < nTime );
else
{
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
while( TIM_GetCounter(TIM3) < nTime );
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: SendOneByte
* 功能说明: 模拟串口发送一字节数据
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void SendOneByte(uint8_t datatoSend)
{
uint8_t i, tmp;
/* Start bit */
TXD_low();
Delay_Ms(SendingDelay);
for(i = 0; i < 8; i++)
{
tmp = (datatoSend >> i) & 0x01;
if(tmp == 0)
{
TXD_low();
Delay_Ms(SendingDelay); //0
}
else
{
TXD_high();
Delay_Ms(SendingDelay); //1
}
}
/* Stop bit */
TXD_high();
Delay_Ms(SendingDelay);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: PrintfLogo
* 功能说明: 打印例程名称和例程发布日期, 接上串口线后，打开PC机的超级终端软件可以观察结果
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void PrintfLogo(void)
{
printf("*************************************************************rn");
printf("* 例程名称 : %srn", EXAMPLE_NAME); /* 打印例程名称 */
printf("* 例程版本 : %srn", DEMO_VER); /* 打印例程版本 */
printf("* 发布日期 : %srn", EXAMPLE_DATE); /* 打印例程日期 */
/* 打印ST固件库版本，这3个定义宏在stm32f10x.h文件中 */
printf("* 固件库版本 : %d.%d.%drn", __STM32F10X_STDPERIPH_VERSION_MAIN,
__STM32F10X_STDPERIPH_VERSION_SUB1,__STM32F10X_STDPERIPH_VERSION_SUB2);
printf("* nr"); /* 打印一行空格 */
printf("* QQ : 1295744630 rn");
printf("* Email : armfly@qq.com rn");
printf("* Copyright www.armfly.com 安富莱电子rn");
printf("*************************************************************rn");
printf("请通过串口调试助手发送数据，本例程会将这些数据通过串口原样返回。rnrn");
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: PrintfLogo
* 功能说明: 随机打印模拟对话
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void PrintfAnswer(void)
{
uint16_t tmp;
tmp = TIM_GetCounter(TIM3);
switch(tmp % 9)
{
case 0:
printf("rn--雷工，数据已悉数返回，掰掰手指头，有未丢?rn");
break;
case 1:
printf("rn--报告雷工，我的工作完了，轮到你检查了!rn");
break;
case 2:
printf("rn--咦，还没有错?rn");
break;
case 3:
printf("rn--靠，还不出错?rn");
break;
case 4:
printf("rn--雷工，要不，再试试?rn");
break;
case 5:
printf("rn--小雷，检查过没有，数据对不对?rn");
break;
case 6:
printf("rn--小雷，数据对不对?rn");
break;
case 7:
printf("rn--怎么样，小雷，验收通过了没?rn");
break;
case 8:
printf("rn--小雷，我的支付宝是168 168 168 168rn");
break;
default:
printf("rn--这句不可能出现在屏幕上rn");
break;
}
}