2018-10-18 14:59:56 shiwaxinbin 阅读数 2776
  • 单片机控制第一个外设-LED灯-第1季第6部分

    本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第6个课程,主要讲解LED的工作原理和开发板原理图、实践编程等,通过学习目的是让大家学会给单片机编程控制LED灯,并且为进一步学习其他外设打好基础。

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首先要安装cubemx跟Keil5两个编程软件

然后打开cubemx软件,新建一个工程项目:

输入CPU型号:

在右下角双击CPU具体型号

稍等片刻会打开如下对话框:

首先要配置系统的调试方式:我们选择SW方式

然后配置晶振源,这里选择的是外部晶振,8M

使能看门狗

使能CAN

使能TIM2时钟源,采用内部时钟

配置完成后可以看到单片机管脚已经做了配置

切换到Clock Configuration选项卡,配置时钟周期,这里配置为8M

切换到Configuration选项卡,进入CAN配置选项配置波特率如下为500Kbps

配置接收中断

配置定时器如下为1ms定时器

配置定时器中断

配置完成后点击保存,然后点击如下按钮,生成代码

填写工程名称,路径,编程软件等等

选择生成代码的方式

等待

点击打开项目。代码生成部分完成。

添加一些特殊配置和逻辑代码

添加CAN的配置信息函数

void Can_Config(void)
{	
  hcan.pTxMsg = &TxMessage;
  hcan.pRxMsg = &RxMessage;

  /*##-1- Configure CAN1 Transmission Massage #####################################*/
  hcan.pTxMsg->StdId = 0x123;
  hcan.pTxMsg->RTR = CAN_RTR_DATA;
  hcan.pTxMsg->IDE = CAN_ID_STD;
  hcan.pTxMsg->DLC = 8;

  /*##-2- Configure the CAN1 Filter ###########################################*/
  sFilterConfig.FilterNumber = 0;
  sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;
  sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_16BIT;
  sFilterConfig.FilterIdHigh = 0;
  sFilterConfig.FilterIdLow = 0;
  sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0;
  sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0;
  sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = CAN_FIFO0;
  sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;
  sFilterConfig.BankNumber = 14;
  HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan, &sFilterConfig);
}

 在Main函数中while(1)之前调用一下即可

添加定时器启动函数: HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

CAN接收中断启动函数:HAL_CAN_Receive_IT(&hcan, CAN_FIFO0);

/* USER CODE BEGIN 2 */

	Can_Config();                        //Can配置信息
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);       //定时器启动
	HAL_CAN_Receive_IT(&hcan, CAN_FIFO0);//使能Can接收中断

  /* USER CODE END 2 */

 打开stm32f1xx_it.c文件,找到如下函数,

添加接收中断启动函数:HAL_CAN_Receive_IT(&hcan, CAN_FIFO0);

注意:接收中断启动函数使能一次只进一次中断,所以中断退出前要再次使能。

void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USB_LP_CAN1_RX0_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USB_LP_CAN1_RX0_IRQn 0 */
  HAL_CAN_IRQHandler(&hcan);
  /* USER CODE BEGIN USB_LP_CAN1_RX0_IRQn 1 */
  HAL_CAN_Receive_IT(&hcan, CAN_FIFO0);//ʹÄÜCAN½ÓÊÕ
  /* USER CODE END USB_LP_CAN1_RX0_IRQn 1 */
}

添加CAN接收服务函数:HAL_CAN_RxCpltCallback

说明:该函数在stm32f1xx_hal_can.c文件中已经有定义,它的定义方式如下:

__weak void HAL_CAN_TxCpltCallback(CAN_HandleTypeDef* hcan)

函数前面的__weak关键字意思是如果有同样的定义,先执行没有__weak关键字的函数,所以当我们定义了HAL_CAN_RxCpltCallback函数后,编译器会先编译我们定义的函数,而忽略系统定义的该函数。当我们没有定义该函数时,系统会编译带有__weak关键字的函数。

void HAL_CAN_RxCpltCallback(CAN_HandleTypeDef* hcan)
{
    unsigned short int speed;
    switch(hcan->pRxMsg->StdId)
    {//根据ID处理数据
        case 0x123://
        /*在此添加数据处理逻辑*/
        break;
        default:
        break;
     }
}

 添加CAN发送函数:

/* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
        HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg); //喂狗函数

        if(Can_Trans_Timer == 0)
        {//每100ms发送一次数据
            Can_Trans_Timer = 100;
			
            hcan.pTxMsg->StdId = 0x123;

            hcan.pTxMsg->Data[0] = 'C';
            hcan.pTxMsg->Data[1] = 'A';
            hcan.pTxMsg->Data[2] = 'N';
            hcan.pTxMsg->Data[3] = ' ';
            hcan.pTxMsg->Data[4] = 'T';
            hcan.pTxMsg->Data[5] = 'E';
            hcan.pTxMsg->Data[6] = 'S';
            hcan.pTxMsg->Data[7] = 'T';
					
            HAL_CAN_Transmit(&hcan, 200);//发送一帧数据
        }
    }
  /* USER CODE END WHILE */

在定时器函数中添加定时器代码:

void TIM2_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
  if(Can_Trans_Timer > 0)          Can_Trans_Timer--;
  /* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
  /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */
	
  /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}

说明:在往工程中添加代码时要注意,不要任意往里面添加代码,要在注释着USER CODE BEGIN的地方添加代码,这样在重新生成代码时才不至于将已经写好的代码覆盖掉,如下

/* USER CODE BEGIN Includes */

添加用户代码

/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PFP */

添加用户代码

/* USER CODE END PFP */

/* USER CODE BEGIN 0 */

添加用户代码

/* USER CODE END 0 */

2018-11-18 10:00:25 freesource2012 阅读数 975
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型号 SOP8 SOP14 SOP16 SOP20 ADC PWM 存储空间
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2016-12-15 21:29:47 zn2857 阅读数 1499
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开发环境:mplab 3.45 harmony 1.09 xc32 1.42


源代码下载:http://download.csdn.net/detail/zn2857/9712707

源代码分析:

void APP_Tasks ( void )
{

    /* Check the application's current state. */
    switch ( appData.state )
    {
        /* Application's initial state. */
        case APP_STATE_INIT:
        {
            bool appInitialized = true;
       
        
            if (appInitialized)
            {
                /* Open the USART Driver for USART1 Client  */
                appData.drvUartHandle = DRV_USART_Open( DRV_USART_INDEX_0,DRV_IO_INTENT_READWRITE );

                appData.state = APP_STATE_CHECK_DRVR_STATE;
            }
            break;
        }
        
        case APP_STATE_CHECK_DRVR_STATE:
        {
            /* Check the USART1 driver handler */
            if (appData.drvUartHandle == DRV_HANDLE_INVALID )
            {
                /* Set the uart state to Ready */
                appData.state = APP_STATE_INIT;
                return;
            }
            DRV_USART_ByteReceiveCallbackSet(DRV_USART_INDEX_0, (DRV_USART_BYTE_EVENT_HANDLER)Uart_LoopBack);
            appData.state = APP_STATE_IDLE;
            break;
        }
            
        case APP_STATE_SERVICE_TASKS:
        {
            uint8_t numBytes = 0;
            while( numBytes < 1 )
            {
                numBytes++;
                if( !(DRV_USART_TRANSFER_STATUS_TRANSMIT_FULL & DRV_USART_TransferStatus(appData.drvUartHandle)) )
                {
                    DRV_USART_WriteByte(appData.drvUartHandle, temp);
                }
            }
            appData.state = APP_STATE_IDLE;
            break;
        }
        
        case APP_STATE_IDLE:
        {
            break;
        }
        /* TODO: implement your application state machine.*/
        

        /* The default state should never be executed. */
        default:
        {
            /* TODO: Handle error in application's state machine. */
            break;
        }
    }
}


2016-08-10 23:53:34 abczdefg 阅读数 7071
  • 单片机控制第一个外设-LED灯-第1季第6部分

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今天闲着没事,又开始搞一下这上位机软件,感觉QT用起来还是比较有趣的。而且回头一看,用QT写的界面还这么丑是怎么回事?

这里写图片描述

根本不能忍好吗。问了一下项目BOSS有什么功能需要完善,然后顺便搞了点美化,就搞成下面这样了。(虽然还是很丑)

这里写图片描述

可以看到加入了查找标签、显示总数量的功能,还有下面的控件QTableWidget的标题栏有个小箭头,是点击标题栏进行排序的功能。很明显,这3个都是跟QTableWidget有关的操作,果断看帮助文件和查百度。

首先说显示总数量,很简单,一个QLabel加setText()函数搞定
//字符串里的%1对应参数.arg()
ui->TagCountLabel->setText(tr("接收标签总数量:%1").arg(TagAddrList.size())); 

查找和排序这里花了一定时间,主要是对QTable Widget控件不熟悉。实现点击排序主要依靠QHeaderView中自带的sectionClicked(int)信号,和QTableWidget自带的SLOT: sortByColumn(int)),这2个查了好久才找到,然后把SIGNAL和SLOT连接起来就行了。

ui->TagTable->setSortingEnabled(true); //可排序
QHeaderView *TagHeader = ui->TagTable->horizontalHeader();
connect(TagHeader, SIGNAL(sectionClicked(int)), ui->TagTable, SLOT(sortByColumn(int)));

了解QTableWidget后查找也不难实现,按下按钮(触发clicked信号进入SLOT),从QLineEdit中提取字符,遍历表格的首列并比对字符串,即可查找到对应标签。这里比对使用了QString的contains函数,包含指定字符串即可匹配。还有一些搜索到结尾等等的处理就不细说了

void MainWindow::TagFind()
{
    QString strFind = ui->FindLineEdit->text();

    //没有输入
    if(strFind.isEmpty())
    {
        QMessageBox::warning(this, tr("错误"), tr("请输入地址"));
        return;
    }
    //遍历首列,从当前位置往下搜索,没选中默认为-1
    int currentRow = ui->TagTable->currentRow();
    int lastRow = currentRow;
    for(int i=currentRow+1; i<TagAddrList.size(); i++)
    {
        if( ui->TagTable->item(i,0)->text().contains(strFind, Qt::CaseInsensitive) )
        {
            //找到标签,将其置为选中状态
            ui->TagTable->setCurrentCell(i, QItemSelectionModel::Select);
            lastRow = i;
            return;
        }
    }

    if(currentRow == -1)
    {
        //找不到标签
        QMessageBox::warning(this, tr("查找结果"), tr("没有找到标签%1").arg(strFind));
    }
    else
    {
        //已找到最后一项
        QMessageBox::warning(this, tr("查找结果"), tr("已搜索到结尾"));
        ui->TagTable->setCu
tentCell(lastRow, QItemSelecionModel::Deselect);
    }
}

实现硬性指标的功能后,就开始研究界面的美化了,这里用到了QSS样式表,真的很强大很好用,详细的有机会再说吧。。这里附上读取样式表的代码,qss文件已经加载到资源文件了能吧。。这里附上读取样式表的代码,qss文件已经加载到资源文件里了。

void MainWindow::LoadQss(const QString &FilePath)
{
    //加载样式表
    QString qss;
    QFile qssFile(FilePath);
    qssFile.open(QFile::ReadOnly);
    if(qssFile.isOpen())
    {
        qss = qssFile.readAll();
        this->setStyleSheet(qss);
        qssFile.close();
    }
}
2011-09-13 22:53:57 keminlau 阅读数 13349
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I²C vs SPI

现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见I²C (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips(for I²C)和Motorola(for SPI) 出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。

I²C 开发于1982年,当时是为了给电视机内的CPU和外围芯片提供更简易的互联方式。电视机是最早的嵌入式系统之一,而最初的嵌入系统是使用内存映射(memory-mapped I/O)的方式来互联微控制器和外围设备的。要实现内存映射,设备必须并联入微控制器的数据线和地址线,这种方式在连接多个外设时需大量线路和额外地址解码芯片,很不方便并且成本高。

为了节省微控制器的引脚和和额外的逻辑芯片,使印刷电路板更简单,成本更低,位于荷兰的Philips实验室开发了 ‘Inter-Integrated Circuit’,IIC 或 I²C ,一种只使用二根线接连所有外围芯片的总线协议。最初的标准定义总线速度为100kbps。经历几次修订,主要是1995年的400kbps,1998的3.4Mbps。

有迹象表明,SPI总线首次推出是在1979年,Motorola公司将SPI总线集成在他们第一支改自68000微处理器的微控制器芯片上。SPI总线是微控制器四线的外部总线(相对于内部总线)。与I²C不同,SPI没有明文标准,只是一种事实标准,对通信操作的实现只作一般的抽象描述,芯片厂商与驱动开发者通过data sheets和application notes沟通实现上的细节。

SPI

对于有经验的数字电子工程师来说,用SPI互联两支数字设备是相当直观的。SPI是种四根信号线协议(如图):

  • SCLK: Serial Clock (output from master);
  • MOSI; SIMO: Master Output, Slave Input (output from master);
  • MISO; SOMI: Master Input, Slave Output (output from slave);
  • SS: Slave Select (active low, output from master).

SPI是[单主设备( single-master )]通信协议,这意味着总线中的只有一支中心设备能发起通信。当SPI主设备想读/写[从设备]时,它首先拉低[从设备]对应的SS线(SS是低电平有效),接着开始发送工作脉冲到时钟线上,在相应的脉冲时间上,[主设备]把信号发到MOSI实现“写”,同时可对MISO采样而实现“读”,如下图:

SPI有四种操作模式——模式0、模式1、模式2和模式3,它们的区别是定义了在时钟脉冲的哪条边沿转换(toggles)输出信号,哪条边沿采样输入信号,还有时钟脉冲的稳定电平值(就是时钟信号无效时是高还是低)。每种模式由一对参数刻画,它们称为时钟极(clock polarity)CPOL与时钟期(clock phase)CPHA。

[主从设备]必须使用相同的工作参数——SCLK、CPOL 和 CPHA,才能正常工作。如果有多个[从设备],并且它们使用了不同的工作参数,那么[主设备]必须在读写不同[从设备]间重新配置这些参数。

以上SPI总线协议的主要内容。SPI不规定最大传输速率,没有地址方案;SPI也没规定通信应答机制,没有规定流控制规则。事实上,SPI[主设备]甚至并不知道指定的[从设备]是否存在。这些通信控制都得通过SPI协议以外自行实现。例如,要用SPI连接一支[命令-响应控制型]解码芯片,则必须在SPI的基础上实现更高级的通信协议。

SPI并不关心物理接口的电气特性,例如信号的标准电压。在最初,大多数SPI应用都是使用间断性时钟脉冲和以字节为单位传输数据的,但现在有很多变种实现了连续性时间脉冲和任意长度的数据帧。

I²C

与SPI的单主设备不同,I²C 是多主设备的总线,I²C没有物理的芯片选择信号线,没有仲裁逻辑电路,只使用两条信号线—— ‘serial data’ (SDA) 和 ‘serial clock’ (SCL)。I²C协议规定:

  • 第一,每一支IIC设备都有一个唯一的七位设备地址;
  • 第二,数据帧大小为8位的字节;
  • 第三,数据(帧)中的某些数据位用于控制通信的开始、停止、方向(读写)和应答机制。

I²C 数据传输速率有标准模式(100 kbps)、快速模式(400 kbps)和高速模式(3.4 Mbps),另外一些变种实现了低速模式(10 kbps)和快速+模式(1 Mbps)。

物理实现上,I²C 总线由两根信号线和一根地线组成。两根信号线都是双向传输的,参考下图。I²C协议标准规定发起通信的设备称为主设备,主设备发起一次通信后,其它设备均为从设备。

I²C 通信过程大概如下。首先,主设备发一个START信号,这个信号就像对所有其它设备喊:请大家注意!然后其它设备开始监听总线以准备接收数据。接着,主设备发送一个7位设备地址加一位的读写操作的数据帧。当所设备接收数据后,比对地址自己是否目标设备。如果比对不符,设备进入等待状态,等待STOP信号的来临;如果比对相符,设备会发送一个应答信号——ACKNOWLEDGE作回应。

当主设备收到应答后便开始传送或接收数据。数据帧大小为8位,尾随一位的应答信号。主设备发送数据,从设备应答;相反主设备接数据,主设备应答。当数据传送完毕,主设备发送一个STOP信号,向其它设备宣告释放总线,其它设备回到初始状态。

基于I²C总线的物理结构,总线上的START和STOP信号必定是唯一的。另外,I²C总线标准规定SDA线的数据转换必须在SCL线的低电平期,在SCL线的高电平期,SDA线的上数据是稳定的。

在物理实现上,SCL线和SDA线都是漏极开路(open-drain),通过上拉电阻外加一个电压源。当把线路接地时,线路为逻辑0,当释放线路,线路空闲时,线路为逻辑1。基于这些特性,IIC设备对总线的操作仅有“把线路接地”——输出逻辑0。

I²C总线设计只使用了两条线,但相当优雅地实现任意数目设备间无缝通信,堪称完美。我们设想一下,如果有两支设备同时向SCL线和SDA线发送信息会出现什么情况。

基于I²C总线的设计,线路上不可能出现电平冲突现象。如果一支设备发送逻辑0,其它发送逻辑1,那么线路看到的只有逻辑0。也就是说,如果出现电平冲突,发送逻辑0的始终是“赢家”。

总线的物理结构亦允许主设备在往总线写数据的同时读取数据。这样,任何设备都可以检测冲突的发生。当两支主设备竞争总线的时候,“赢家”并不知道竞争的发生,只有“输家”发现了冲突——当它写一个逻辑1,却读到0时——而退出竞争。

10位设备地址

任何IIC设备都有一个7位地址,理论上,现实中只能有127种不同的IIC设备。实际上,已有IIC的设备种类远远多于这个限制,在一条总线上出现相同的地址的IIC设备的概率相当高。为了突破这个限制,很多设备使用了双重地址——7位地址加引脚地址(external configuration pins)。 I²C 标准也预知了这种限制,提出10位的地址方案。

10位的地址方案对 I²C协议的影响有两点:

  • 第一,地址帧为两个字节长,原来的是一个字节;
  • 第二,第一个字节前五位最高有效位用作10位地址标识,约定是“11110”。

除了10位地址标识,标准还预留了一些地址码用作其它用途,如下表:

时钟拉伸

在 I²C 通信中,主设备决定了时钟速度。因为时钟脉冲信号是由主设备显式发出的。但是,当从设备没办法跟上主设备的速度时,从设备需要一种机制来请求主设备慢一点。这种机制称为时钟拉伸,而基于I²C结构的特殊性,这种机制得到实现。当从设备需要降低传输的速度的时候,它可以按下时钟线,逼迫主设备进入等待状态,直到从设备释放时钟线,通信才继续。

高速模式

原理上讲,使用上拉电阻来设置逻辑1会限制总线的最大传输速度。而速度是限制总线应用的因素之一。这也说明为什么要引入高速模式(3.4 Mbps)。在发起一次高速模式传输前,主设备必须先在低速的模式下(例如快速模式)发出特定的“High Speed Master”信号。为缩短信号的周期和提高总线速度,高速模式必须使用额外的I/O缓冲区。另外,总线仲裁在高速模式下可屏蔽掉。更多的信息请参与总线标准文档。

I²C vs SPI: 哪位是赢家?

我们来对比一下I²C 和 SPI的一些关键点:

第一,总线拓扑结构/信号路由/硬件资源耗费

I²C 只需两根信号线,而标准SPI至少四根信号,如果有多个从设备,信号需要更多。一些SPI变种虽然只使用三根线——SCLK, SS和双向的MISO/MOSI,但SS线还是要和从设备一对一根。另外,如果SPI要实现多主设备结构,总线系统需额外的逻辑和线路。用I²C 构建系统总线唯一的问题是有限的7位地址空间,但这个问题新标准已经解决——使用10位地址。从第一点上看,I²C是明显的大赢家。

第二,数据吞吐/传输速度

如果应用中必须使用高速数据传输,那么SPI是必然的选择。因为SPI是全双工,I²C 的不是。SPI没有定义速度限制,一般的实现通常能达到甚至超过10 Mbps。I²C 最高的速度也就快速+模式(1 Mbps)和高速模式(3.4 Mbps),后面的模式还需要额外的I/O缓冲区,还并不是总是容易实现的。

第三,优雅性

I²C 常被称更优雅于SPI。公正的说,我们更倾向于认为两者同等优雅和健壮。

I²C的优雅在于它的特色——用很轻盈的架构实现了多主设备仲裁和设备路由。但是对使用的工程师来讲,理解总线结构更费劲,而且总线的性能不高。

SPI的优点在于它的结构相当的直观简单,容易实现,并且有很好扩展性。SPI的简单性不足称其优雅,因为要用SPI搭建一个有用的通信平台,还需要在SPI之上构建特定的通信协议软件。也就是说要想获得SPI特有而IIC没有的特性——高速性能,工程师们需要付出更多的劳动。另外,这种自定的工作是完全自由的,这也说明为什么SPI没有官方标准。

I²C和SPI都对低速设备通信提供了很好的支持,不过,SPI适合数据流应用,而I²C更适合“字节设备”的多主设备应用。

小结

在数字通信协议簇中,I²C和SPI常称为“小”协议,相对Ethernet, USB, SATA, PCI-Express等传输速度达数百上千兆字节每秒的总线。但是,我们不能忘记的是各种总线的用途是什么。“大”协议是用于系统外的整个系统之间通信的,“小”协议是用于系统内各芯片间的通信,没有迹象表明“大”协议有必要取代“小”协议。I²C和SPI的存在和流行体现了“够用就好”的哲学。回应文首,I²C和SPI如此的流行,它是任何一位嵌入式工程师必备的工具。

刘建文原创,引用请注明出处。

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