STM32IO口模拟串口通讯

首先&＃xff0c;必须要知道串口通讯时数据是怎样传输的&＃xff1f;这里以异步传输字符为例子&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

#define COM_RX_PORT GPIOA

#define COM_RX_PIN GPIO_Pin_5

void VirtualCOM_RX_GPIOConfig(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

 

/* PA5最为数据输入&＃xff0c;模拟RX */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin &＃61; COM_RX_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode &＃61; GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed &＃61; GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(COM_RX_PORT, &GPIO_InitStructure);

 

EXTI_InitStruct.EXTI_Line&＃61;EXTI_Line5;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode&＃61;EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger&＃61;EXTI_Trigger_Falling;//下降沿都中断
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd&＃61;ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);

 

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel&＃61;EXTI9_5_IRQn; //外部中断&＃xff0c;边沿触发
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority &＃61; 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd&＃61;ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

&＃xff08;2&＃xff09;配置一个定时器用来定时接收数据

我配置TIM2定时器为一定的定时周期&＃xff0c;在它的中断服务程序中读取串口发送过来数据。定时器配置代码如下&＃xff1a;

void TIM2_Configuration(u16 period)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//使能TIM2的时钟
TIM_DeInit(TIM2); //复位TIM2定时器
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //采用内部时钟给TIM2提供时钟源

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler &＃61; 72 - 1; //预分频系数为72&＃xff0c;这样计数器时钟为72MHz/72 &＃61; 1MHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision &＃61; 0; //设置时钟分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode &＃61; TIM_CounterMode_Up;//设置计数器模式为向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period &＃61; period - 1; //设置计数溢出大小&＃xff0c;每计period个数就产生一个更新事件
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure); //将配置应用到TIM2中

TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除溢出中断标志
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //开启TIM2的中断
TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); //关闭定时器TIM2

 

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel &＃61; TIM2_IRQn; //通道设置为TIM2中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority &＃61; 1;//响应式中断优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd &＃61; ENABLE; //打开中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

&＃xff08;3&＃xff09;IO口模拟串口接收功能的实现

enum{
COM_START_BIT, //停止位
COM_D0_BIT, //bit0
COM_D1_BIT, //bit1
COM_D2_BIT, //bit2
COM_D3_BIT, //bit3
COM_D4_BIT, //bit4
COM_D5_BIT, //bit5
COM_D6_BIT, //bit6
COM_D7_BIT, //bit7
COM_STOP_BIT, //bit8
};

定义好了状态机&＃xff0c;还需要一个变量&＃xff0c;来保存这些状态机的变化&＃xff0c;并定义它的初始状态为COM_STOP_BIT&＃xff1a;

u8 recvStat &＃61; COM_STOP_BIT; //定义状态机

#define COM_RX_STAT GPIO_ReadInputDataBit(COM_RX_PORT, COM_RX_PIN)

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)!&＃61;RESET)
{
if(!COM_RX_STAT) //检测引脚高低电平&＃xff0c;如果是低电平&＃xff0c;则说明检测到下升沿
{
if(recvStat &＃61;&＃61; COM_STOP_BIT) //状态为停止位
{
recvStat &＃61; COM_START_BIT; //接收到开始位
Delay(1000); //延时一定时间
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //打开定时器&＃xff0c;接收数据
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5); //清除EXTI_Line1中断挂起标志位
}
}

 下面就是定时器的中断服务程序&＃xff0c;它主要是接收串口发送过来的数据&＃xff0c;在它之前我们需要线定义一个变量用来保存接收到的数据&＃xff1a;

u8 recvData;

然后&＃xff0c;定时器中断中&＃xff0c;每收到1位数据就改变下状态机并同时写入这个recvData对应的数据位中&＃xff0c;当收到8为数据后&＃xff0c;然后关闭定时器定时&＃xff0c;以等待新的数据到来&＃xff1a;

void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) !&＃61; RESET) //检测是否发生溢出更新事件
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);//清除中断标志
recvStat&＃43;&＃43;; //改变状态机
if(recvStat &＃61;&＃61; COM_STOP_BIT) //收到停止位
{
TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器
return; //并返回
}
if(COM_RX_STAT) //&＃39;1&＃39;
{
recvData |&＃61; (1 << (recvStat - 1));
}
else //&＃39;0&＃39;
{
recvData &&＃61; ~(1 <<(recvStat - 1));
}
}
}

4、一些精确延时与不精确延时的实现

上面代码中&＃xff0c;需要定义一个不精确定时与两个精确定时&＃xff0c;分别用在检测到下降沿后延时一段时间在打开定时器和控制传输速率中&＃xff1a;

void Delay(u32 t)
{
while(t--);
}

void Delay_us(u32 nus)
{
SysTick->LOAD&＃61;nus*9; //时间加载
SysTick->CTRL|&＃61;0x01; //开始倒数
while(!(SysTick->CTRL&(1<<16)));//等待时间到达
SysTick->CTRL&＃61;0X00000000; //关闭计数器
SysTick->VAL&＃61;0X00000000; //清空计数器
}

void Delay_ms(u16 nms)
{
SysTick->LOAD&＃61;(u32)nms*9000; //给重装载寄存器赋值&＃xff0c;9000时&＃xff0c;将产生1ms的时基
SysTick->CTRL|&＃61;0x01; //开始倒数
while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待时间到达
SysTick->CTRL&＃61;0X00000000; //关闭计数器
SysTick->VAL&＃61;0X00000000; //清空计数器
}

5、编写一个配置波特率的函数

这里能配置的只有300、600、1200三种波特率&＃xff0c;其他的波特率我不想弄&＃xff0c;也没有必要弄。下面编写一个初始化IO模拟的串口&＃xff0c;包括引脚配置、波特率设置、定时时间设置等&＃xff1a;

#define _300BuadRate 3150
#define _600BuadRate 1700
#define _1200BuadRate 800

void VirtualCOM_Config(u16 baudRate)

{
u32 period;
VirtualCOM_TX_GPIOConfig();

VirtualCOM_RX_GPIOConfig();
if(baudRate &＃61;&＃61; _300BuadRate) //波特率300
period &＃61; _300BuadRate &＃43; 250;
else if (baudRate &＃61;&＃61; _600BuadRate) //波特率600
period &＃61; _600BuadRate &＃43; 50;
else if (baudRate &＃61;&＃61; _1200BuadRate) //波特率1200
period &＃61; _1200BuadRate &＃43; 50;
TIM2_Configuration(period); //设置对应模特率的定时器的定时时间
delayTime &＃61; baudRate; //设置IO串口发送的速率
}

要问上面的那些数字是怎么得来的&＃xff0c;实话说&＃xff1a;我是试出来&＃xff0c;但是是有根据地试出来的。我以波特率为1200为例&＃xff1a;IO串口发送函数VirtualCOM_ByteSend()中&＃xff0c;我们用Delay_us(delayTime)来控制传输的速率&＃xff0c;如果波特率设为1200&＃xff0c;则1/1200&＃61;830us相当于没830us传输1bit数据&＃xff0c;所以在delayTime理论上应该设为830才能保证以波特率1200的速率发送数据&＃xff0c;但是由于发送是由代码实现&＃xff0c;有一定的延时&＃xff0c;而不像真正串口通过移位寄存器发送那样快速&＃xff0c;所以需要将delayTime的值在830附近调整&＃xff0c;最后我试出来delayTime&＃61;800时&＃xff0c;正好实现了波特率为1200的速率发送。

同样的&＃xff0c;在IO串口接收时&＃xff0c;需要设定定时周期&＃xff0c;这个周期也是试出来的&＃xff0c;但是也是有依据的。还是以1200波特率接收为例&＃xff1a;理论上应该设置定时时间为1/1200&＃61;830us&＃xff0c;则需要的定时值为72000000/(1/830us)&＃61;72*830&＃xff0c;这里设置定时器的预分频为72&＃xff0c;则周期值应该为830&＃xff0c;所以上面代码中period的理论上应该等于830&＃xff0c;但是接收是由代码写成的&＃xff0c;有一定的延时&＃xff0c;而不像真正串口一样全部有硬件完成那样快速&＃xff0c;所以需要将period的值在830附近调整&＃xff0c;最后试出来period&＃61;850时&＃xff0c;可以正常接收串口发送过来的数据。

6、其他函数的编写

首先需要编写的BSP_Init()函数&＃xff0c;来初始化板子的其他一些外设的的初始化&＃xff1a;

最后是main函数&＃xff0c;main函数很简单&＃xff0c;只要调用配置IO串口的配置函数就可以了&＃xff1a;