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基于STM32的可見光通信系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

  [復(fù)制鏈接]
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樓主
ID:638800 發(fā)表于 2020-10-25 14:09 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
目前已完成，2m距離，傳輸10000個(gè)連續(xù)數(shù)字，每個(gè)數(shù)字兩字節(jié)大小，即總共20000個(gè)字節(jié)160000bit，用時(shí)7s，大約2.3萬bit/s，即22.4kB/s，誤碼率為0






發(fā)射與接收程序:

  1. #include "stm32f10x.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "sensor.h"
  4. #include "usart.h"
  5. #include "usmart.h"

  7. /*
  8.    程序整體思路：
  9.            ① 把每個(gè)要發(fā)射的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制，再將二進(jìn)制的每一位逐1發(fā)射出去；
  10.                  ② 需要3個(gè)信號(hào)表示一個(gè)數(shù)據(jù)，分別用高電平持續(xù)的不同時(shí)間表示不同
  11.                    信號(hào)：起始信號(hào)、0信號(hào)、1信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)p1,p2,p3；
  12.                  ③ 默認(rèn)狀態(tài)LED是亮的，起始信號(hào)發(fā)射的時(shí)候，將LED引腳置高，并延遲
  13.                          p1的時(shí)間，再進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，兩次這樣的p1高電平時(shí)間即代表起始信號(hào)；
  14.                  ④ 數(shù)據(jù)信號(hào)需要緊跟著起始信號(hào)，一次起始信號(hào)之后就是16位的0、1數(shù)
  15.                    據(jù)信號(hào)，對(duì)于0信號(hào)，則是高電平持續(xù)p2時(shí)間，再翻轉(zhuǎn)，對(duì)于1信號(hào)，
  16.                          則是高電平持續(xù)p3時(shí)間；
  17.                  ⑤ 因此只需要設(shè)置好每個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間參數(shù)，使用滴答定時(shí)器計(jì)數(shù)的
  18.                    延遲函數(shù)達(dá)到持續(xù)的效果，然后只要判斷即將發(fā)射的數(shù)據(jù)的各個(gè)位，
  19.                          即可將一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射出去。
  20.                         
  21. *        2020.8.30 —— by afeng
  22.     1、優(yōu)化程序，優(yōu)化部分變量，讓程序運(yùn)行的更快，盡量與接收端同步。

  24. *        2020.8.25 —— by afeng
  25.     1、優(yōu)化發(fā)射端串口助手，使其能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)刷新電腦可用的串口，當(dāng)該串口掉線，則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉連接。
  26.                 2、優(yōu)化串口助手的顯示區(qū)域部分，通過設(shè)置光標(biāo)的位置使得文字可以從上至下顯示。

  28. *        2020.8.23 —— by afeng
  29.     1、加入連續(xù)發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)的函數(shù)，并支持不同起始數(shù)據(jù)和結(jié)束數(shù)據(jù)，然后
  30.                    注冊(cè)到USMART調(diào)試組件，以達(dá)到從串口助手來控制發(fā)射的數(shù)據(jù)。
  31.                 2、結(jié)合了自己的基于QT的串口助手，把本工程的USMART組件與該調(diào)試助手
  32.                    結(jié)合起來使用，更方便調(diào)參。

  34. *        2020.8.20 —— by afeng
  35.     1、開始使用USMART調(diào)試組件，可以在串口助手通過函數(shù)帶參數(shù)的方式在線修改
  36.                    各個(gè)參數(shù)，在后面不同距離下改變參數(shù)有著極大的便利性，免去了重復(fù)修改
  37.                          、編譯和燒錄代碼的繁瑣過程。
  38.           2、解決了二進(jìn)制數(shù)據(jù)位錯(cuò)誤的BUG，是由于自己不夠熟練位操作引起的，最后
  39.                    決定使用數(shù)字1的移位操作來提取出每個(gè)數(shù)據(jù)的各個(gè)二進(jìn)制位。
  40.                 3、實(shí)現(xiàn)了基于滴答定時(shí)器的長(zhǎng)時(shí)間延遲，由于該定時(shí)器只有16位，基于ST庫寫
  41.                    的延遲函數(shù)一次最大不能超過2s，經(jīng)過額外編程實(shí)現(xiàn)能夠一次延遲10s以上。
  42.                 4、剔除了每次數(shù)據(jù)都需要結(jié)束信號(hào)的方案，使得發(fā)射時(shí)間進(jìn)一步提升，其實(shí)每
  43.                    個(gè)數(shù)據(jù)的起始信號(hào)也可以作為每個(gè)數(shù)據(jù)的區(qū)分了。
  44.                         
  45. *        2020.8.19 —— by afeng
  46.     1、使用函數(shù)將十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制，并能夠?qū)⒚恳粋€(gè)位通過亮-暗表示0-1將二進(jìn)制
  47.                    各個(gè)位成功發(fā)射出去，測(cè)得最小時(shí)間參數(shù)可以達(dá)到300us左右，但是由于接收
  48.                          端的限制以及距離的影響，這個(gè)參數(shù)需要每次調(diào)整。
  49. */


  52. //連續(xù)發(fā)射數(shù)據(jù)
  53. void emitSeriesData(uint16_t start,uint16_t end)
  54. {
  55.         uint16_t i,len=end+1;
  56.         if((start>0) && (end>start))
  57.         {
  58.                 printf("發(fā)送從 %d 到 %d ，共 %d 個(gè)數(shù)據(jù)。\r\n",start,end,(end+1-start));
  59.                 printf("正在發(fā)送……\r\n");
  60.                 emitData(start); emitData(end); emitData((end+1-start)); //先發(fā)送本次數(shù)據(jù)塊的信息
  61.                 delay_ms(10);
  62.                 for(i=start;i<len;i++)
  63.                 {
  64.                         emitData(i); //開始循環(huán)發(fā)送，從開始數(shù)據(jù)位開始發(fā)送
  65.                         if(i%100 == 0) printf("%d ",i);
  66.                 }
  67.                 LED = 0;
  68.                 printf("\r\n本次已發(fā)送完成。\r\n");
  69.         }
  70. }

  72. int main(void)
  73. {        
  74.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
  75.         uart_init(115200);         //串口初始化為115200
  76.         delay_init();                     //延時(shí)函數(shù)初始化         
  77.         LedConfigInit();  //初始化光源引腳及發(fā)射相關(guān)參數(shù)
  78.         usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，實(shí)現(xiàn)在串口修改發(fā)射相關(guān)參數(shù)
  79.         LED = 0;  //發(fā)射前默認(rèn)光源開啟
  80.         printf("當(dāng)前參數(shù)：\r\n"); lookUpCurrentParameter();
  81.         printf("\r\n等待發(fā)射數(shù)據(jù)……\r\n");
  82.         emitSeriesData(1,5);
  83.         while(1)
  84.         {
  85.                  //直到等到發(fā)射命令從串口進(jìn)入，才進(jìn)行發(fā)射
  86.                
  87.         }
  88. }
復(fù)制代碼


  1. #define  dataLen 12000
  2. uint16_t dataBuf[dataLen] __attribute__((at(Bank1_SRAM3_ADDR)));
  3. uint16_t dataCurrentPos=0;

  5. int main(void)
  6. {        
  7.         uint16_t recvWorkCounts=0;
  8.         uint8_t j=0,startRecvFlag=0;
  9.         uint16_t i=0,recvData,dataInfo[3]; //dataInfo用來檢驗(yàn)一次數(shù)據(jù)接收的起始數(shù)據(jù)和結(jié)尾數(shù)據(jù)
  10.         uint16_t errorCounts=0; //用來記錄接收錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
  11.         uint32_t recvTime_us;  //用來記錄接收用時(shí)
  12.         
  13.   delay_init();                     //延時(shí)函數(shù)初始化
  14.         uart_init(115200);         //串口初始化為115200
  15.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
  16.         TIM3_CountTime_Init(); //用于計(jì)時(shí)接收數(shù)據(jù)的時(shí)間
  17.   LdrConfigInit();  //初始化光敏傳感器的引腳和輸入捕獲功能
  18.         usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，實(shí)現(xiàn)在串口修改接收相關(guān)參數(shù)
  19.         FSMC_SRAM_Init();                        //初始化外部SRAM
  20.         LCD_Init();

  22.         memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf)); //全都初始化為0
  23.         
  24.         POINT_COLOR=RED;//設(shè)置字體為紅色
  25.         LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"My Class Design");        
  26.         LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"2020-9-4 @By afeng");        
  27.         LCD_ShowString(60,90,230,16,16,"Visible Light Communication.");
  28.         POINT_COLOR=BLUE;//設(shè)置字體為藍(lán)色
  29.         LCD_ShowString(60,160,200,16,24,"WorkCounts  :");
  30.         LCD_ShowString(60,200,200,16,24,"errorCounts :"); //LCD_ShowNum(230,200,10000,5,24)
  31.         LCD_ShowString(60,240,200,16,24,"usingTime/us:"); //LCD_ShowNum(230,240,200000000,9,24)
  32.         POINT_COLOR=BLACK;
  33.         LCD_ShowNum(230,160,0,9,24);
  34.         LCD_ShowNum(230,200,0,9,24);
  35.         LCD_ShowNum(230,240,0,9,24);
  36.         
  37.         printf("等待接收數(shù)據(jù)……\r\n");
  38.         while(1)
  39.         {
  40.                 recvData = receiveData();  //阻塞等待接收一個(gè)數(shù)據(jù)
  41.                
  42.                 if((!startRecvFlag) && recvData)  //先接收起始數(shù)據(jù)和結(jié)束數(shù)據(jù)、及總的長(zhǎng)度
  43.                 {
  44.                         dataInfo[j] = recvData;
  45.                         j++;
  46.                         if(j==3)
  47.                         {
  48.                                 j = 0; //若結(jié)束+1-起始 = 長(zhǎng)度，則準(zhǔn)備進(jìn)入接收數(shù)據(jù)
  49.                                 if((dataInfo[1]+1-dataInfo[0]) == dataInfo[2]) startRecvFlag = 1;
  50.                                 else printf("此次接收失敗！請(qǐng)重新發(fā)送數(shù)據(jù)！\r\n");
  51.                         }
  52.                 }
  53.                
  54.                 if(startRecvFlag) //開始接收數(shù)據(jù)
  55.                 {
  56.                         printf("receiving...\r\n");
  57.                         startRecvFlag = 0;
  58.                         startCountRunningTime(); //開始計(jì)時(shí)
  59.                         for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++) //循環(huán)接收數(shù)據(jù)
  60.                         {
  61.                                 recvData = receiveData();  //阻塞接收
  62.                                 if(recvData==i) dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
  63.                                 else
  64.                                 {
  65.                                         if(recvData!=0)
  66.                                         {
  67.                                                 dataCurrentPos = recvData-i;
  68.                                                 dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
  69.                                                 i = recvData;
  70.                                         }
  71.                                 }                                       
  72.                         }
  73.                         recvTime_us = getRunningTime(); //結(jié)束接收計(jì)時(shí)并得到時(shí)間
  74.                         
  75.                         printf("接收完成！正在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)……\r\n");  //檢驗(yàn)數(shù)據(jù)
  76.                         dataCurrentPos=0;
  77.                         for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++)
  78.                         {
  79.                                 if(dataBuf[dataCurrentPos]!=i)
  80.                                 {
  81.                                         errorCounts++;
  82.                                         printf("【err】 ");
  83.                                 }
  84.                                 else printf("%d ",dataBuf[dataCurrentPos]);
  85.                                 dataCurrentPos++;
  86.                         }
  87.                         recvWorkCounts++;
  88.                         printf("\r\n");
  89.                         printf("-----------------------------------------------------\r\n");
  90.                         printf("處理完成!  錯(cuò)誤數(shù)據(jù): %d 個(gè)  總接收用時(shí): %d us (%.3f ms  -->  %.2f s)\r\n", \
  91.                         errorCounts,recvTime_us,(recvTime_us/1000.0),(recvTime_us/1000000.0));
  92.                         printf("-----------------------------------------------------\r\n\r\n");
  93.                         LCD_ShowNum(230,200,recvWorkCounts,9,24);
  94.                         LCD_ShowNum(230,200,errorCounts,9,24);
  95.                         LCD_ShowNum(230,240,recvTime_us,9,24);
  96.                         errorCounts = 0;
  97.                         recvData = 0;
  98.                         dataCurrentPos=0;
  99.                         memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf));
  100.                         printf("等待接收數(shù)據(jù)……\r\n");
  101.                 }
  102.         }
  103. }
復(fù)制代碼

原理圖: 無
仿真: 無
代碼: STM32代碼.7z (256.53 KB, 下載次數(shù): 65)

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ID:328014 發(fā)表于 2020-10-26 14:29 | 只看該作者
好資料，51黑有你更精彩!!!
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板凳
ID:447114 發(fā)表于 2021-4-9 10:37 | 只看該作者
問下，有電路原理圖可以看下嗎
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地板
ID:554997 發(fā)表于 2022-4-8 08:56 | 只看該作者
請(qǐng)問，有原理圖嗎
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5#
ID:884711 發(fā)表于 2022-9-12 20:49 | 只看該作者
路過留痕，謝謝分享！
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6#
ID:1097052 發(fā)表于 2024-3-19 18:46 | 只看該作者
可以分享一下電路圖嗎？
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