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STM32串口控制LED燈閃爍或者呼吸效果

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樓主
ID:703937 發(fā)表于 2020-8-24 12:05 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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  • 1、準(zhǔn)備工作
  • 2、思路分析
  • 3、實際操作
  • 4、小結(jié)



1、準(zhǔn)備工作

1.首先我們需要準(zhǔn)備32的最小系統(tǒng)板或者開發(fā)板。
2.準(zhǔn)備一個LED燈（如果使用板子上的燈來實現(xiàn)則不需要，下面我是使用最小系統(tǒng)板上的LED燈來實現(xiàn)）。
3.若干杜邦線。
4.軟件方面的準(zhǔn)備，我是直接使用開源PWM源碼進(jìn)行修改。


2、思路分析

一、使用串口調(diào)試助手向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)（這個數(shù)據(jù)可以是一個字符，也可以是字符串，根據(jù)個人需求），我們發(fā)送的數(shù)據(jù)被單片機接收到后，會被保存在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)USART_RX_BUF這個函數(shù)中。
二、我們的數(shù)據(jù)是存在USART_RX_BUF函數(shù)中，只要我們對USART_RX_BUF函數(shù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷就可以讓它實現(xiàn)不同的功能，這個判斷可以按位操作，也可以使用數(shù)組的方式進(jìn)行判斷。
三、主函數(shù)中寫入我們需要實現(xiàn)的功能函數(shù)，主要使用IF判斷語句，來進(jìn)行判斷。
下面來看看實際操作。


3、實際操作

1）如果你也是使用開源的PWM模板的話，第一步就可以省略了，第一步主要做一些使能串口和定義串口，定時器等的工作，我這里我使用的是定時器3的通道2——PB5（部分重映射，因為最小系統(tǒng)板的LED燈是對應(yīng)PC13口的，到時候看效果還要使用一根杜邦線把PB5和PC13連在一起。如果自己準(zhǔn)備了LED的小伙伴也可以直接接自己的LED但是最好要接一個保護(hù)電阻，還有要與單片機共地哦）這些都是開源模板里面已經(jīng)幫我們定義好的，我們直接使用就行。如果是想自己寫的小伙伴開源參考下面的代碼

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

        TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);        //使能定時器3時鐘

         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外設(shè)和AFIO復(fù)用功能模塊時鐘

        GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5   

   //設(shè)置該引腳為復(fù)用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈沖波形        GPIOB.5

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復(fù)用推挽輸出

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

   //初始化TIM3

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置用來作為TIMx時鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時鐘分割:TDTS = Tck_tim

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數(shù)模式

        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時間基數(shù)單位

        //初始化TIM3 Channel2 PWM模式         

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調(diào)制模式2

         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高

        TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根據(jù)T指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM3 OC2

        TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的預(yù)裝載寄存器

        TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3

上面這串代碼就是使能了定時器3的通道2 ，和配置了相關(guān)的GPIO口。這就完成了第一步。
2）使能串口和配置串口，USART1_TX --GPIOA.9（發(fā)送）；USART1_RX—GPIOA.10（接收），串口1的發(fā)生和接收分別對應(yīng)著PA9和PA10，所以我們要使能和配置這兩個口，把PA9配置成輸出口，PA10配置成輸入口。然后還要使能中斷，其實在這個項目中，中斷不是必要的 ，但是最好也要搞一下。還要寫中斷服務(wù)函數(shù)，根據(jù)自己需要寫，我這里我只是把它用作了判斷數(shù)據(jù)是否接收成功。如果對應(yīng)串口這個不是很了解的，也可以看我上一篇文章，是介紹串口和串口中斷的。分析到這些就OK了，下面上代碼。


  1. <font face="-apple-system, SF UI Text, Arial, PingFang SC, Hiragino Sans GB, Microsoft YaHei, WenQuanYi Micro Hei, sans-serif"><font color="#4d4d4d"> GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  2.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  3.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  4.          
  5.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);        //使能USART1，GPIOA時鐘
  6.   
  7.         //USART1_TX   GPIOA.9
  8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  10.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //復(fù)用推挽輸出
  11.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
  12.    
  13.   //USART1_RX          GPIOA.10初始化
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
  16.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

  18.   
  19.         //Usart1 NVIC 配置
  20.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  21.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//搶占優(yōu)先級3
  22.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                //子優(yōu)先級3
  23.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
  24.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器
  25.   
  26.    //USART 初始化設(shè)置

  28.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
  29.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數(shù)據(jù)格式
  30.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位
  31.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
  32.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制
  33.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收發(fā)模式

  35.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  36.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟串口接受中斷
  37.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 </font></font>
復(fù)制代碼
上面這些是串口的基本配置，下面是中斷服務(wù)函數(shù)

  1. void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中斷服務(wù)程序
  2.         {
  3.         u8 Res;
  4. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                 //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS.
  5.         OSIntEnter();   
  6. #endif
  7.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數(shù)據(jù)必須是0x0d 0x0a結(jié)尾)
  8.                 {
  9.                 Res =USART_ReceiveData(USART1);        //讀取接收到的數(shù)據(jù)
  10.                
  11.                 if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
  12.                         {
  13.                         if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
  14.                                 {
  15.                                 if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯誤,重新開始
  16.                                 else USART_RX_STA|=0x8000;        //接收完成了
  17.                                 }
  18.                         else //還沒收到0X0D
  19.                                 {        
  20.                                 if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
  21.                                 else
  22.                                         {
  23.                                         USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
  24.                                         USART_RX_STA++;
  25.                                         if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯誤,重新開始接收         
  26.                                         }                 
  27.                                 }
  28.                         }                    
  29.      }
  30. #if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS.
  31.         OSIntExit();                                                                                          
  32. #endif
  33. }
復(fù)制代碼
如果想要主函數(shù)中比較簡潔的話，也可以把判斷的代碼放到中斷服務(wù)函數(shù)里面來，每次我們從串口發(fā)送一個數(shù)據(jù)過來，如果你寫了中斷的話，它都會進(jìn)行中斷服務(wù)函數(shù)中的。
3）這個也是最重要的一步，前兩步在源碼中都有的，只要你根據(jù)你需要改就行。這步我們說如何控制LED的閃爍或者是呼吸的效果。我使用的是一個位一個位的判斷，這樣子比較的燒芯片，但是我當(dāng)時想到的是這個辦法，后面我又知道可以使用數(shù)組進(jìn)行判斷，這個數(shù)組函數(shù)是C語言中的，感興趣的小伙伴可以去查查，我這里主要講燒芯片的辦法，首先我先判斷串口調(diào)試助手發(fā)送進(jìn)來的是不是“huxi”這個數(shù)據(jù)，如果是我就會令一個變量，這里是t，t=1，這樣后面我們就可以直接判斷t是否等于1來判斷要不要實現(xiàn)呼吸這個效果了，后面需要清除接收標(biāo)記 USART_RX_STA=0;這樣之后串口才能重新接收數(shù)據(jù)。

  1. if(USART_RX_BUF[0]=='h'&&USART_RX_BUF[1]=='u'&&USART_RX_BUF[2]=='x'
  2.                                 &&USART_RX_BUF[3]=='i')
  3.                         {
  4.                         
  5.                                 t=1;
  6.                                 USART_RX_STA=0;
  7. //                                printf("t2.txt=\"呼吸\"\xff\xff\xff");

  9.                         }
復(fù)制代碼
  1. if(t==1)
  2.                 {
  3.                         delay_ms(10);//去抖動
  4.                 if(dir)led0pwmval++;
  5.                 else led0pwmval--;

  7.                  if(led0pwmval>200)dir=0;
  8.                 if(led0pwmval==0)dir=1;                                                                                 
  9.                 TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

  11.                                 
  12.                 }
復(fù)制代碼
上面這兩個代碼就是實現(xiàn)呼吸燈效果的，閃爍效果的做法跟呼吸燈是一樣的，也是先進(jìn)行判斷，然后調(diào)用判斷結(jié)果，我這里是判斷接收是否等于“shanshuo”這個數(shù)據(jù)，如果等于t=0，后面調(diào)用t這個變量就可以了，話不多說，上代碼。
  1. else if(USART_RX_BUF[0]=='s'&&USART_RX_BUF[1]=='h'&&USART_RX_BUF[2]=='a'
  2.                                 &&USART_RX_BUF[3]=='n'&&USART_RX_BUF[4]=='s'&&USART_RX_BUF[5]=='h'&&USART_RX_BUF[6]=='u'&&USART_RX_BUF[7]=='o')
  3.                         {
  4.                           
  5.                                 t=0;
  6.                                 USART_RX_STA=0;        
  7.                         
  8.                         }
復(fù)制代碼
  1. if(t==0)
  2.         {
  3.                 TIM_SetCompare2(TIM3,0);
  4.     delay_ms(300);
  5.    TIM_SetCompare2(TIM3,899);
  6.           delay_ms(300);


  9.         }
復(fù)制代碼
這樣使用兩次判斷就可以把這兩個功能都實現(xiàn)了。不過有一個小問題是，我們這樣子接收判斷是把原來存在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)USART_RX_BUF中的數(shù)據(jù)給覆蓋掉的，如果前一個數(shù)據(jù)的長度比后一個要長，那就會覆蓋不完，最好還有加一個清除函數(shù)，這里介紹一種辦法使用運行庫函數(shù)memset():memset(str, 0, sizeof(str));這樣就可以把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)清除掉，當(dāng)然還有其他辦法，但是我就想到這個，可能不好用。但是我們這個項目里面覆蓋完不完并不會影響結(jié)果，所以也可以用，不過在需要把數(shù)據(jù)打印到串口這樣的項目中，就很有必要把之前數(shù)據(jù)給清除掉，不然容易出錯。
為了代碼的完整，下面我把整個主函數(shù)的代碼給貼出來，給各位伙伴參考。
  1. int main(void)
  2. {               
  3.    
  4.          u16 t;  
  5.          u16 led0pwmval=0;
  6.         u8 dir=1;        
  7.         delay_init();                     //延時函數(shù)初始化         
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
  9.         uart_init(115200);         //串口初始化為115200
  10.          LED_Init();                             //LED端口初始化
  11.          TIM3_PWM_Init(899,0);         //不分頻。PWM頻率=72000000/900=80Khz
  12.   
  13.          while(1)
  14.         {

  16.                         if(USART_RX_BUF[0]=='h'&&USART_RX_BUF[1]=='u'&&USART_RX_BUF[2]=='x'
  17.                                 &&USART_RX_BUF[3]=='i')
  18.                         {
  19.                         
  20.                                 t=1;
  21.                                 USART_RX_STA=0;


  24.                         }
  25.                         else if(USART_RX_BUF[0]=='s'&&USART_RX_BUF[1]=='h'&&USART_RX_BUF[2]=='a'
  26.                                 &&USART_RX_BUF[3]=='n'&&USART_RX_BUF[4]=='s'&&USART_RX_BUF[5]=='h'&&USART_RX_BUF[6]=='u'&&USART_RX_BUF[7]=='o')
  27.                         {
  28.                           
  29.                                 t=0;
  30.                                 USART_RX_STA=0;        
  31.                         
  32.                         }
  33.                

  35.                 if(t==1)
  36.                 {
  37.                         delay_ms(10);//去抖動
  38.                 if(dir)led0pwmval++;
  39.                 else led0pwmval--;

  41.                  if(led0pwmval>200)dir=0;
  42.                 if(led0pwmval==0)dir=1;                                                                                 
  43.                 TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

  45.                                 
  46.                 }
  47.         if(t==0)
  48.         {
  49.                 TIM_SetCompare2(TIM3,0);
  50.     delay_ms(300);
  51.    TIM_SetCompare2(TIM3,899);
  52.           delay_ms(300);


  55.         }
  56.                                 
  57.         
  58. }
  59. }
復(fù)制代碼

4、小結(jié)

1.在這個項目中要注意把PB5和PC13用杜邦線連到一樣哦，不然就看不到效果啦。
2.還有一個易錯點就是，在閃爍這個功能代碼中，很多人首先想到的肯定是讓那個GPIO口的電平置高或者置低來控制燈的閃爍，但是這樣子的話，你就不可以只用一個燈來實現(xiàn)呼吸和閃爍之間的轉(zhuǎn)換了，你需要使用兩個燈，一個呼吸一個閃爍，這樣子是比較麻煩的。但是也根據(jù)個人需要吧，如果想要只用一個燈實現(xiàn)兩個效果，就使用上面的方法，呼吸和閃爍都使用定時器3通道2來控制。這樣就可以達(dá)到轉(zhuǎn)換自如了。
3.就是數(shù)據(jù)覆蓋的問題，這個也是根據(jù)你要做的項目要解決吧，可以清除，也可以不用。
4.上面的辦法只是控制呼吸和閃爍的一種辦法，或許復(fù)雜了，希望有更加簡單辦法的大佬指導(dǎo)一下，我也是剛剛學(xué)習(xí)，如有不懂的，可以私信交流，分享到此，謝謝.


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沙發(fā)
ID:710888 發(fā)表于 2020-8-25 08:02 | 只看該作者
115200的波特率每ms至少能夠傳輸1字節(jié)數(shù)據(jù)
如果在main函數(shù)中處理命令,僅軟延時就有600ms,不建議這么寫
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板凳
ID:703937 發(fā)表于 2020-9-2 12:54 | 只看該作者
seanking 發(fā)表于 2020-8-25 08:02
115200的波特率每ms至少能夠傳輸1字節(jié)數(shù)據(jù)
如果在main函數(shù)中處理命令,僅軟延時就有600ms,不建議這么寫

好的，感謝指點
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地板
ID:711352 發(fā)表于 2020-9-3 14:19 | 只看該作者
樓主呼吸燈控制寫的挺詳細(xì)的，學(xué)習(xí)一下
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5#
ID:65657 發(fā)表于 2020-9-3 17:33 | 只看該作者
想做個呼吸燈的玩具，正好用上
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6#
ID:242804 發(fā)表于 2020-9-3 18:48 | 只看該作者
樓主這個成本有點大呀，可以通過多點的LED來做更好的
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7#
ID:260557 發(fā)表于 2020-9-17 17:11 | 只看該作者
試驗下先。。。。。。
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8#
ID:94134 發(fā)表于 2020-9-18 10:13 | 只看該作者
一個燈閃也要弄得這么復(fù)雜嗎
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9#
ID:822482 發(fā)表于 2020-9-23 18:30 | 只看該作者
串口接收數(shù)據(jù)那里寫的不錯，解決了我的迷惑
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10#
ID:742521 發(fā)表于 2020-9-24 14:45 | 只看該作者
jmpw 發(fā)表于 2020-9-18 10:13
一個燈閃也要弄得這么復(fù)雜嗎

是漸變
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11#
ID:714744 發(fā)表于 2020-12-23 13:14 | 只看該作者
講的真好
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12#
ID:867221 發(fā)表于 2020-12-28 14:07 | 只看該作者
感謝樓主的分享。收藏備用、學(xué)習(xí)
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13#
ID:702127 發(fā)表于 2020-12-28 15:57 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了，講解很詳細(xì)，最近正在學(xué)習(xí)STM32，這個教程串口、定時器和PWM都用到了。
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14#
ID:514987 發(fā)表于 2020-12-28 16:12 | 只看該作者
樓主控制寫的挺詳細(xì)的，學(xué)習(xí)一下
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15#
ID:417524 發(fā)表于 2021-1-8 16:31 | 只看該作者
這個很適合學(xué)習(xí)，正好需要

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16#
ID:711352 發(fā)表于 2021-1-8 17:38 | 只看該作者
試一下，寫的挺詳細(xì)的
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17#
ID:661314 發(fā)表于 2021-2-2 13:34 | 只看該作者
USART_RX_BUF[0]   USART_RX_STA 是在哪個地方定義的
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18#
ID:882291 發(fā)表于 2021-2-2 17:44 | 只看該作者
可以通過多點的LED來做更好的
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19#
ID:610005 發(fā)表于 2021-2-9 09:55 | 只看該作者
呼吸燈控制寫的挺詳細(xì)的，學(xué)習(xí)一下
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