嵌入式作业5

news/2024/10/3 2:27:56

一、编写UART_2串口发送程序时，初始化需要设置哪些参数？

1. 需要为UART_2相关的各个变量赋值，初始化各个地址参数：

 

2. 关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;


3. 用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯
//uart_init(UART_User,115200);

4. 使能GPIOA和UART2的时钟
*RCC_APB1|=(0x1UL<<17U); //UART2时钟使能
*RCC_AHB2 |=(0x1UL<<0U); //GPIOA时钟使能

5. 将GPIO端口设置为复用功能
//首先将D7、D6、D5、D4清零
*gpio_mode &= ~((0x3UL<<4U)|(0x3UL<<6U));
//然后将D7、D6、D5、D4设为1010，设置PTA2、PTA3为复用功能串行功能。
*gpio_mode |=((0x2UL<<4U)|(0x2UL<<6U));

6. 选择引脚的端口复用功能
//首先将D15~D8清零
*gpio_afrl &= ~((0xFUL<<8U)|(0xFUL<<12U));
//然后将D15~D8设置为01110111，分别将PTA3、PTA2引脚设置为USART2_RX、USART2_TX
*gpio_afrl=(((0x1UL<<8U)|(0x2UL<<8U)|(0x4UL<<8U))|((0x1UL<<12U)
|(0x2UL<<12U)|(0x4UL<<12U)));

//暂时禁用UART功能，控制寄存器1的第0位对应的是UE—USART使能位。
//此位清零后，USART预分频器和输出将立即停止，并丢弃所有当前操作。
*uart_cr1 &= ~(0x1UL);

//暂时关闭串口发送与接收功能，控制寄存器1的发送器使能位（D3）、接收器使能位（D2）
*uart_cr1 &= ~((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));

7. 配置波特率
if(*uart_cr1&(0x1UL<<15) == (0x1UL<<15))
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200)*2);
else
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200));
*uart_brr = usartdiv;

8. 初始化控制寄存器和中断状态寄存器、清标志位
//关中断
*uart_isr = 0x0UL;
//将控制寄存器2的两个使能位清零。D14—LIN模式使能位、D11—时钟使能位
*uart_cr2 &= ~((0x1UL<<14U)|(0x1UL<<11U));
//将控制寄存器3的三个使能位清零。D5 (SCEN) —smartcard模式使能位、
//D3 (HDSEL) —半双工选择位、D1 (IREN) —IrDA 模式使能位
*uart_cr3 &= ~((0x1UL<<5U) | (0x1UL<<3U) |(0x1UL<<1U));

//启动串口发送与接收功能
*uart_cr1 |= ((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));

//开启UART功能
*uart_cr1 |= (0x1UL<<0U);

2、假设速度为115200，系统时钟为72MHz，波特率寄存器BRR中的值应该是多少？
通过配置波特率代码：

配置波特率

易知，当系数为8和16时BRR中的值分别为 1250，625

3、中断向量表在哪个文件中？表中有多少项？给出部分截图。

中断向量表在工程文件中的startup_stm32l431rctx.s 中，如图所示：

表中共有99个中断，前16个为内核中断，后面的为非内核中断

4、以下是中断源使能函数，假设中断源为TIM6，将函数实例化（写出各项具体数值）。

首先查看中断向量表：

 TIM6为图中第211行。

然后将函数实例化：

__STATIC_INLINE void __NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)
{
　　if ((int32_t)(IRQn) >= 0)
　　{
　　　　NVIC->ISER[(((uint32_t)IRQn) >> 5UL)] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)IRQn) & 　　　　　　0x1FUL));
　　}
）

TIM6_DAC_IRQHandler=54，二进制为110110

可得最终结果为：NVIC->ISER[1] = 0x00400000

5、假设将UART_2和TIM6交换其在中断向量表中的位置和IRQ号, UART_2可以正常中断吗？

易知，可以正常中断，向量号只是类似程序查找的地址，只需要正确填写对应的中断向量号进行调用，程序就是可以正常运行与收发信息的。

作业2：

  1. 构件调用方式实现：
  2. main.c:

//主函数，一般情况下可以认为程序从此开始运行（实际上有启动过程，参见书稿）

int main(void)

{

//（1）======启动部分（开头）==========================================

//（1.1）声明main函数使用的局部变量

uint32_t mMainLoopCount;  //主循环次数变量

uint32_t mLightCount;    //灯亮暗次数变量

uint8_t  mi;             //临时变量

 

//（1.2）【不变】关总中断

DISABLE_INTERRUPTS;

 

//（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值

    mMainLoopCount=0;    //主循环次数变量

    mLightCount=0;   //灯亮暗次数变量

  

//（1.4）给全局变量赋初值

 

//（1.5）用户外设模块初始化

//gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯

uart_init(UART_User,115200);                    //初始化串口模块   

 

  

 //（1.6）使能模块中断

uart_enable_re_int(UART_User); //接受中断

 

//（1.7）【不变】开总中断

ENABLE_INTERRUPTS;

printf("THY32106100136: 请输入一个字符\n");

  

//（1）======启动部分（结尾）==========================================

 

//（2）======主循环部分（开头）========================================

for(;;)   //for(;;)（开头）

{

//（2.1）主循环次数变量+1

mMainLoopCount++;

//（2.2）未达到主循环次数设定值，继续循环

if (mMainLoopCount<=35000000)  continue;

}  //for(;;)结尾

 

 

 //（2）======主循环部分（结尾）========================================

 

}   //main函数（结尾）
2. isr.c:

//文件名称：isr.c（中断处理程序源文件）

#include "includes.h"

void USART2_IRQHandler(void)

{

//初始化：

gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);

gpio_init(LIGHT_GREEN,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);

gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);

uint8_t ch;

uint8_t flag;

 

DISABLE_INTERRUPTS;   //关总中断

ch=uart_re1(UART_User,&flag);  //调用函数接受一个字节的数据

if(flag)                       

{

     if(ch=='R')

      {

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");

     uart_send1(UART_User,ch);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"，红灯亮  ");

     gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_ON);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");

     uart_send1(UART_User,ch+1);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"   ");    

        }

        else if(ch=='B')

        {

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");

     uart_send1(UART_User,ch);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"，蓝灯亮  ");

     gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_ON);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");

     uart_send1(UART_User,ch+1);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"   ");

        }

        else if(ch=='G')

        {

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");

     uart_send1(UART_User,ch);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"，绿灯亮  ");

     gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_ON);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");

     uart_send1(UART_User,ch+1);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"   ");

        }

        else

       {

     gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

    gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");

     uart_send1(UART_User,ch);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"，下一个字符:");

     uart_send1(UART_User,ch+1);

     uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"   ");

        }

}

ENABLE_INTERRUPTS;    //开总中断

 }

  1. 直接地址编程方式实现：
  2. Main.c:

//主函数，一般情况下可以认为程序从此开始运行（实际上有启动过程，参见书稿）

int main(void)

{

    //（1）======启动部分（开头）==========================================

    //（1.1）声明main函数使用的局部变量

    uint8_t  mTest;

    uint32_t mCount;

    

    //uart寄存器相关地址

    volatile uint32_t* RCC_AHB2;     //GPIO的A口时钟使能寄存器地址

    volatile uint32_t* RCC_APB1;     //UART的2口时钟使能寄存器地址

    volatile uint32_t* gpio_ptr;       //GPIO的A口基地址

    volatile uint32_t* uart_ptr;       //uart2端口的基地址

    volatile uint32_t* gpio_mode;    //引脚模式寄存器地址=口基地址

    volatile uint32_t* gpio_afrl;      //GPIO复用功能低位寄存器

    volatile uint32_t* uart_brr;      //UART波特率寄存器地址

    volatile uint32_t* uart_isr;      // UART中断和状态寄存器基地址

    volatile uint32_t* uart_cr1;      //UART控制寄存器1基地址

    volatile uint32_t* uart_cr2;      // UART控制寄存器2基地址

    volatile uint32_t* uart_cr3;      // UART控制寄存器3基地址

    volatile uint32_t* uart_tdr;      // UART发送数据寄存器

    uint16_t usartdiv;   //BRR寄存器应赋的值

    

    //变量赋值

    

    RCC_APB1=0x40021058UL;   //UART时钟使能寄存器地址

    RCC_AHB2=0x4002104CUL;   //GPIO的A口时钟使能寄存器地址

    gpio_ptr=0x48000000UL;   //GPIOA端口的基地址

    uart_ptr=0x40004400UL;  //UART2端口的基地址

    gpio_mode=0x48000000UL;              //引脚模式寄存器地址=口基地址

    gpio_afrl=0x48000020UL;           // GPIO复用功能低位寄存器

    uart_cr1=0x40004400UL;              //UART控制寄存器1基地址

    uart_brr=0x4000440CUL;          // UART波特率寄存器地址

    uart_isr=0x4000441CUL;         // UART中断和状态寄存器基地址

    uart_tdr=0x40004428UL;         //UART发送数据寄存器

    uart_cr2=0x40004404UL;      // UART控制寄存器2基地址

    uart_cr3=0x40004408UL;      //UART控制寄存器3基地址

    

    //（1.2）【不变】关总中断

    DISABLE_INTERRUPTS;

    

    //（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值

    mCount=0;

    //（1.4）给全局变量赋初值

    

    //（1.5）用户外设模块初始化

    gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯

    //uart_init(UART_User,115200);

    

    //使能GPIOA和UART2的时钟

    *RCC_APB1|=(0x1UL<<17U);       //UART2时钟使能

    *RCC_AHB2 |=(0x1UL<<0U);       //GPIOA时钟使能

    

    //将GPIO端口设置为复用功能

    //首先将D7、D6、D5、D4清零

    *gpio_mode &= ~((0x3UL<<4U)|(0x3UL<<6U));

    //然后将D7、D6、D5、D4设为1010，设置PTA2、PTA3为复用功能串行功能。

    *gpio_mode |=((0x2UL<<4U)|(0x2UL<<6U));

    

    //选择引脚的端口复用功能

    //首先将D15~D8清零

    *gpio_afrl &= ~((0xFUL<<8U)|(0xFUL<<12U));

    //然后将D15~D8设置为01110111，分别将PTA3、PTA2引脚设置为USART2_RX、USART2_TX

    *gpio_afrl=(((0x1UL<<8U)|(0x2UL<<8U)|(0x4UL<<8U))|((0x1UL<<12U)

    |(0x2UL<<12U)|(0x4UL<<12U)));         

    

    //暂时禁用UART功能，控制寄存器1的第0位对应的是UE—USART使能位。

    //此位清零后，USART预分频器和输出将立即停止，并丢弃所有当前操作。

    *uart_cr1 &= ~(0x1UL);

    

    //暂时关闭串口发送与接收功能，控制寄存器1的发送器使能位（D3）、接收器使能位（D2）

    *uart_cr1 &= ~((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));

    

    //配置波特率

    if(*uart_cr1&(0x1UL<<15) == (0x1UL<<15))             

    usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200)*2);

    else

    usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200));

    *uart_brr = usartdiv;

    

    //初始化控制寄存器和中断状态寄存器、清标志位

    //关中断

    *uart_isr = 0x0UL;    

    //将控制寄存器2的两个使能位清零。D14—LIN模式使能位、D11—时钟使能位

    *uart_cr2 &= ~((0x1UL<<14U)|(0x1UL<<11U));

    //将控制寄存器3的三个使能位清零。D5 (SCEN) —smartcard模式使能位、

    //D3 (HDSEL) —半双工选择位、D1 (IREN) —IrDA 模式使能位

    *uart_cr3 &= ~((0x1UL<<5U) | (0x1UL<<3U) |(0x1UL<<1U));

    

    //启动串口发送与接收功能

    *uart_cr1 |= ((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));

    

    //开启UART功能

    *uart_cr1 |= (0x1UL<<0U);

    

    

    //（1.6）使能模块中断

    uart_enable_re_int(UART_User);  //使能UART_User模块接收中断功能

    //（1.7）【不变】开总中断

    ENABLE_INTERRUPTS;

    

    

    //（1）======启动部分（结尾）==========================================

    

    //（2）======主循环部分（开头）========================================

    printf("THY32106100136请输入一个字符: \n");

    for(;;)

    {

        

}

   //（2）======主循环部分（结尾）========================================

    

}   //main函数（结尾）

  1. Isr.c:

//======================================================================

//程序名称：UART_User_Handler

//触发条件：UART_User串口收到一个字节触发

//备    注：进入本程序后，可使用uart_get_re_int函数可再进行中断标志判断

//          （1-有UART接收中断，0-没有UART接收中断）

//======================================================================

 

void USART2_IRQHandler(void)

{

volatile uint8_t *uart_isr;

volatile uint8_t *uart_rdr;

volatile uint8_t *uart_tdr;

uart_isr=0x4000441CUL;         // UART中断和状态寄存器基地址

    uart_tdr=0x40004428UL;         //UART发送数据寄存器

    uart_rdr=0x40004424UL;         //UART接收数据寄存器

uint8_t ch;

uint8_t flag;

gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯

gpio_init(LIGHT_GREEN,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化绿灯

gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化红灯

 

DISABLE_INTERRUPTS;   //关总中断

//接受1字节数据

if (*uart_isr & (0x1UL<<5UL))

    {

    

      ch = *uart_rdr;

      flag=1;

    }

    //对数据进行处理

if(flag)                       

{

//如果收到字符B，蓝灯亮

if(ch=='B')

        {

            gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_ON);

        }

        //收到字符R，则红灯亮

     else if(ch=='R')

      {

         gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_ON);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

        }

        //收到字符G，则绿灯亮

        else if(ch=='G')

        {

            gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_ON);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

        }

        else

       {

            gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);

     gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);

         }

        //通过发送端口回发收到的下一字节

if (*uart_isr & (0x1UL<<7UL))

        {

            *uart_tdr = ch+1; //回发接收到的下一个字节

        }

}

ENABLE_INTERRUPTS;    //开总中断

 }

五、运行结果

用适当的文字、截图、图片等描述实验的结果。

  1. 构件调用方式实现：

 

 

 

 

　　2. 直接地址编程方式实现：

 

六、分析思考

  1. UART主要通过串口进行通信，在编写程序时，主要需要用到发送寄存器和接受寄存器以及中断和状态寄存器，通过开关中断在每次中断读取字符数据并进行相应的处理。
  2. 构件法编程只需调用对应的函数进行编程，并对不同的字符进行不同的处理，在调用UART相关函数以前需要对UART进行初始化与中断使能处理（否则MCU接受不到发来的数据，显示出来一通乱码）如图：

  3.  

    1. 在使用构件法编程将程序下载至MCU时发现，MCU经常性的连接不上，不清楚是不是进行字符中断占用了某些接口（？）。
 
 

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