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STM32串口控制LED灯闪烁或者呼吸效果

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ID:703937 发表于 2020-8-24 12:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  • 1、准备工作
  • 2、思路分析
  • 3、实际操作
  • 4、小结



1、准备工作

1.首先我们需要准备32的最小系统板或者开发板。
2.准备一个LED灯(如果使用板子上的灯来实现则不需要,下面我是使用最小系统板上的LED灯来实现)。
3.若干杜邦线。
4.软件方面的准备,我是直接使用开源PWM源码进行修改。


2、思路分析

一、使用串口调试助手向单片机发送数据(这个数据可以是一个字符,也可以是字符串,根据个人需求),我们发送的数据被单片机接收到后,会被保存在数据缓冲区USART_RX_BUF这个函数中。
二、我们的数据是存在USART_RX_BUF函数中,只要我们对USART_RX_BUF函数中的数据进行判断就可以让它实现不同的功能,这个判断可以按位操作,也可以使用数组的方式进行判断。
三、主函数中写入我们需要实现的功能函数,主要使用IF判断语句,来进行判断。
下面来看看实际操作。


3、实际操作

1)如果你也是使用开源的PWM模板的话,第一步就可以省略了,第一步主要做一些使能串口和定义串口,定时器等的工作,我这里我使用的是定时器3的通道2——PB5(部分重映射,因为最小系统板的LED灯是对应PC13口的,到时候看效果还要使用一根杜邦线把PB5和PC13连在一起。如果自己准备了LED的小伙伴也可以直接接自己的LED但是最好要接一个保护电阻,还有要与单片机共地哦)这些都是开源模板里面已经帮我们定义好的,我们直接使用就行。如果是想自己写的小伙伴开源参考下面的代码

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

        TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);        //使能定时器3时钟

         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟

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

   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形        GPIOB.5

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出

        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; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式

        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

        //初始化TIM3 Channel2 PWM模式         

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2

         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

        TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

        TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

        TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3

上面这串代码就是使能了定时器3的通道2 ,和配置了相关的GPIO口。这就完成了第一步。
2)使能串口和配置串口,USART1_TX --GPIOA.9(发送);USART1_RX—GPIOA.10(接收),串口1的发生和接收分别对应着PA9和PA10,所以我们要使能和配置这两个口,把PA9配置成输出口,PA10配置成输入口。然后还要使能中断,其实在这个项目中,中断不是必要的 ,但是最好也要搞一下。还要写中断服务函数,根据自己需要写,我这里我只是把它用作了判断数据是否接收成功。如果对应串口这个不是很了解的,也可以看我上一篇文章,是介绍串口和串口中断的。分析到这些就OK了,下面上代码。


  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时钟
  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;        //复用推挽输出
  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;//浮空输入
  16.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

  17.   
  18.         //Usart1 NVIC 配置
  19.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  20.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
  21.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;                //子优先级3
  22.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
  23.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  24.   
  25.    //USART 初始化设置

  26.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
  27.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
  28.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
  29.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
  30.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
  31.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式

  32.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  33.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  34.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 </font></font>
复制代码
上面这些是串口的基本配置,下面是中断服务函数

  1. void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
  2.         {
  3.         u8 Res;
  4. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                 //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真,则需要支持OS.
  5.         OSIntEnter();   
  6. #endif
  7.         if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
  8.                 {
  9.                 Res =USART_ReceiveData(USART1);        //读取接收到的数据
  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;//接收错误,重新开始
  16.                                 else USART_RX_STA|=0x8000;        //接收完成了
  17.                                 }
  18.                         else //还没收到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;//接收数据错误,重新开始接收         
  26.                                         }                 
  27.                                 }
  28.                         }                    
  29.      }
  30. #if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真,则需要支持OS.
  31.         OSIntExit();                                                                                          
  32. #endif
  33. }
复制代码
如果想要主函数中比较简洁的话,也可以把判断的代码放到中断服务函数里面来,每次我们从串口发送一个数据过来,如果你写了中断的话,它都会进行中断服务函数中的。
3)这个也是最重要的一步,前两步在源码中都有的,只要你根据你需要改就行。这步我们说如何控制LED的闪烁或者是呼吸的效果。我使用的是一个位一个位的判断,这样子比较的烧芯片,但是我当时想到的是这个办法,后面我又知道可以使用数组进行判断,这个数组函数是C语言中的,感兴趣的小伙伴可以去查查,我这里主要讲烧芯片的办法,首先我先判断串口调试助手发送进来的是不是“huxi”这个数据,如果是我就会令一个变量,这里是t,t=1,这样后面我们就可以直接判断t是否等于1来判断要不要实现呼吸这个效果了,后面需要清除接收标记 USART_RX_STA=0;这样之后串口才能重新接收数据。

  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");

  8.                         }
复制代码
  1. if(t==1)
  2.                 {
  3.                         delay_ms(10);//去抖动
  4.                 if(dir)led0pwmval++;
  5.                 else led0pwmval--;

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

  9.                                 
  10.                 }
复制代码
上面这两个代码就是实现呼吸灯效果的,闪烁效果的做法跟呼吸灯是一样的,也是先进行判断,然后调用判断结果,我这里是判断接收是否等于“shanshuo”这个数据,如果等于t=0,后面调用t这个变量就可以了,话不多说,上代码。
  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.                         }
复制代码
  1. if(t==0)
  2.         {
  3.                 TIM_SetCompare2(TIM3,0);
  4.     delay_ms(300);
  5.    TIM_SetCompare2(TIM3,899);
  6.           delay_ms(300);


  7.         }
复制代码
这样使用两次判断就可以把这两个功能都实现了。不过有一个小问题是,我们这样子接收判断是把原来存在数据缓冲区USART_RX_BUF中的数据给覆盖掉的,如果前一个数据的长度比后一个要长,那就会覆盖不完,最好还有加一个清除函数,这里介绍一种办法使用运行库函数memset():memset(str, 0, sizeof(str));这样就可以把缓冲区的数据清除掉,当然还有其他办法,但是我就想到这个,可能不好用。但是我们这个项目里面覆盖完不完并不会影响结果,所以也可以用,不过在需要把数据打印到串口这样的项目中,就很有必要把之前数据给清除掉,不然容易出错。
为了代码的完整,下面我把整个主函数的代码给贴出来,给各位伙伴参考。
  1. int main(void)
  2. {               
  3.    
  4.          u16 t;  
  5.          u16 led0pwmval=0;
  6.         u8 dir=1;        
  7.         delay_init();                     //延时函数初始化         
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
  9.         uart_init(115200);         //串口初始化为115200
  10.          LED_Init();                             //LED端口初始化
  11.          TIM3_PWM_Init(899,0);         //不分频。PWM频率=72000000/900=80Khz
  12.   
  13.          while(1)
  14.         {

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


  21.                         }
  22.                         else if(USART_RX_BUF[0]=='s'&&USART_RX_BUF[1]=='h'&&USART_RX_BUF[2]=='a'
  23.                                 &&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')
  24.                         {
  25.                           
  26.                                 t=0;
  27.                                 USART_RX_STA=0;        
  28.                         
  29.                         }
  30.                

  31.                 if(t==1)
  32.                 {
  33.                         delay_ms(10);//去抖动
  34.                 if(dir)led0pwmval++;
  35.                 else led0pwmval--;

  36.                  if(led0pwmval>200)dir=0;
  37.                 if(led0pwmval==0)dir=1;                                                                                 
  38.                 TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

  39.                                 
  40.                 }
  41.         if(t==0)
  42.         {
  43.                 TIM_SetCompare2(TIM3,0);
  44.     delay_ms(300);
  45.    TIM_SetCompare2(TIM3,899);
  46.           delay_ms(300);


  47.         }
  48.                                 
  49.         
  50. }
  51. }
复制代码

4、小结

1.在这个项目中要注意把PB5和PC13用杜邦线连到一样哦,不然就看不到效果啦。
2.还有一个易错点就是,在闪烁这个功能代码中,很多人首先想到的肯定是让那个GPIO口的电平置高或者置低来控制灯的闪烁,但是这样子的话,你就不可以只用一个灯来实现呼吸和闪烁之间的转换了,你需要使用两个灯,一个呼吸一个闪烁,这样子是比较麻烦的。但是也根据个人需要吧,如果想要只用一个灯实现两个效果,就使用上面的方法,呼吸和闪烁都使用定时器3通道2来控制。这样就可以达到转换自如了。
3.就是数据覆盖的问题,这个也是根据你要做的项目要解决吧,可以清除,也可以不用。
4.上面的办法只是控制呼吸和闪烁的一种办法,或许复杂了,希望有更加简单办法的大佬指导一下,我也是刚刚学习,如有不懂的,可以私信交流,分享到此,谢谢.


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ID:710888 发表于 2020-8-25 08:02 | 显示全部楼层
115200的波特率每ms至少能够传输1字节数据
如果在main函数中处理命令,仅软延时就有600ms,不建议这么写
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ID:703937 发表于 2020-9-2 12:54 | 显示全部楼层
seanking 发表于 2020-8-25 08:02
115200的波特率每ms至少能够传输1字节数据
如果在main函数中处理命令,仅软延时就有600ms,不建议这么写

好的,感谢指点
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ID:711352 发表于 2020-9-3 14:19 | 显示全部楼层
楼主呼吸灯控制写的挺详细的,学习一下
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ID:65657 发表于 2020-9-3 17:33 | 显示全部楼层
想做个呼吸灯的玩具,正好用上
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ID:242804 发表于 2020-9-3 18:48 | 显示全部楼层
楼主这个成本有点大呀,可以通过多点的LED来做更好的
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ID:260557 发表于 2020-9-17 17:11 | 显示全部楼层
试验下先。。。。。。
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ID:94134 发表于 2020-9-18 10:13 | 显示全部楼层
一个灯闪也要弄得这么复杂吗
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ID:822482 发表于 2020-9-23 18:30 | 显示全部楼层
串口接收数据那里写的不错,解决了我的迷惑
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ID:742521 发表于 2020-9-24 14:45 | 显示全部楼层
jmpw 发表于 2020-9-18 10:13
一个灯闪也要弄得这么复杂吗

是渐变
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ID:714744 发表于 2020-12-23 13:14 | 显示全部楼层
讲的真好
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ID:867221 发表于 2020-12-28 14:07 | 显示全部楼层
感谢楼主的分享。收藏备用、学习
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ID:702127 发表于 2020-12-28 15:57 | 显示全部楼层
学习了,讲解很详细,最近正在学习STM32,这个教程串口、定时器和PWM都用到了。
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ID:514987 发表于 2020-12-28 16:12 | 显示全部楼层
楼主控制写的挺详细的,学习一下
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ID:417524 发表于 2021-1-8 16:31 | 显示全部楼层
这个很适合学习,正好需要

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ID:711352 发表于 2021-1-8 17:38 | 显示全部楼层
试一下,写的挺详细的
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ID:661314 发表于 2021-2-2 13:34 | 显示全部楼层
USART_RX_BUF[0]   USART_RX_STA 是在哪个地方定义的
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ID:882291 发表于 2021-2-2 17:44 | 显示全部楼层
可以通过多点的LED来做更好的
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ID:610005 发表于 2021-2-9 09:55 | 显示全部楼层
呼吸灯控制写的挺详细的,学习一下
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