基于STM32的可见光通信系统程序设计

ID:638800 · 发表于 2020-10-25 14:09

目前已完成，2m距离，传输10000个连续数字，每个数字两字节大小，即总共20000个字节160000bit，用时7s，大约2.3万bit/s，即22.4kB/s，误码率为0

发射与接收程序:

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "sensor.h"
#include "usart.h"
#include "usmart.h"
/*
程序整体思路：
① 把每个要发射的数据转成二进制，再将二进制的每一位逐1发射出去；
② 需要3个信号表示一个数据，分别用高电平持续的不同时间表示不同
信号：起始信号、0信号、1信号，分别对应p1,p2,p3；
③ 默认状态LED是亮的，起始信号发射的时候，将LED引脚置高，并延迟
p1的时间，再进行翻转，两次这样的p1高电平时间即代表起始信号；
④ 数据信号需要紧跟着起始信号，一次起始信号之后就是16位的0、1数
据信号，对于0信号，则是高电平持续p2时间，再翻转，对于1信号，
则是高电平持续p3时间；
⑤ 因此只需要设置好每个信号之间的时间参数，使用滴答定时器计数的
延迟函数达到持续的效果，然后只要判断即将发射的数据的各个位，
即可将一个数据发射出去。
* 2020.8.30 —— by afeng
1、优化程序，优化部分变量，让程序运行的更快，尽量与接收端同步。
* 2020.8.25 —— by afeng
1、优化发射端串口助手，使其能够实时自动刷新电脑可用的串口，当该串口掉线，则会自动关闭连接。
2、优化串口助手的显示区域部分，通过设置光标的位置使得文字可以从上至下显示。
* 2020.8.23 —— by afeng
1、加入连续发射多个数据的函数，并支持不同起始数据和结束数据，然后
注册到USMART调试组件，以达到从串口助手来控制发射的数据。
2、结合了自己的基于QT的串口助手，把本工程的USMART组件与该调试助手
结合起来使用，更方便调参。
* 2020.8.20 —— by afeng
1、开始使用USMART调试组件，可以在串口助手通过函数带参数的方式在线修改
各个参数，在后面不同距离下改变参数有着极大的便利性，免去了重复修改
、编译和烧录代码的繁琐过程。
2、解决了二进制数据位错误的BUG，是由于自己不够熟练位操作引起的，最后
决定使用数字1的移位操作来提取出每个数据的各个二进制位。
3、实现了基于滴答定时器的长时间延迟，由于该定时器只有16位，基于ST库写
的延迟函数一次最大不能超过2s，经过额外编程实现能够一次延迟10s以上。
4、剔除了每次数据都需要结束信号的方案，使得发射时间进一步提升，其实每
个数据的起始信号也可以作为每个数据的区分了。
* 2020.8.19 —— by afeng
1、使用函数将十进制转二进制，并能够将每一个位通过亮-暗表示0-1将二进制
各个位成功发射出去，测得最小时间参数可以达到300us左右，但是由于接收
端的限制以及距离的影响，这个参数需要每次调整。
*/
//连续发射数据
void emitSeriesData(uint16_t start,uint16_t end)
{
uint16_t i,len=end+1;
if((start>0) && (end>start))
{
printf("发送从 %d 到 %d ，共 %d 个数据。\r\n",start,end,(end+1-start));
printf("正在发送……\r\n");
emitData(start); emitData(end); emitData((end+1-start)); //先发送本次数据块的信息
delay_ms(10);
for(i=start;i<len;i++)
{
emitData(i); //开始循环发送，从开始数据位开始发送
if(i%100 == 0) printf("%d ",i);
}
LED = 0;
printf("\r\n本次已发送完成。\r\n");
}
}
int main(void)
{
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
uart_init(115200); //串口初始化为115200
delay_init(); //延时函数初始化
LedConfigInit(); //初始化光源引脚及发射相关参数
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，实现在串口修改发射相关参数
LED = 0; //发射前默认光源开启
printf("当前参数：\r\n"); lookUpCurrentParameter();
printf("\r\n等待发射数据……\r\n");
emitSeriesData(1,5);
while(1)
{
//直到等到发射命令从串口进入，才进行发射
}
}

复制代码

#define dataLen 12000
uint16_t dataBuf[dataLen] __attribute__((at(Bank1_SRAM3_ADDR)));
uint16_t dataCurrentPos=0;
int main(void)
{
uint16_t recvWorkCounts=0;
uint8_t j=0,startRecvFlag=0;
uint16_t i=0,recvData,dataInfo[3]; //dataInfo用来检验一次数据接收的起始数据和结尾数据
uint16_t errorCounts=0; //用来记录接收错误的数据个数
uint32_t recvTime_us; //用来记录接收用时
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200); //串口初始化为115200
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
TIM3_CountTime_Init(); //用于计时接收数据的时间
LdrConfigInit(); //初始化光敏传感器的引脚和输入捕获功能
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，实现在串口修改接收相关参数
FSMC_SRAM_Init(); //初始化外部SRAM
LCD_Init();
memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf)); //全都初始化为0
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"My Class Design");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"2020-9-4 @By afeng");
LCD_ShowString(60,90,230,16,16,"Visible Light Communication.");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,160,200,16,24,"WorkCounts :");
LCD_ShowString(60,200,200,16,24,"errorCounts :"); //LCD_ShowNum(230,200,10000,5,24)
LCD_ShowString(60,240,200,16,24,"usingTime/us:"); //LCD_ShowNum(230,240,200000000,9,24)
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(230,160,0,9,24);
LCD_ShowNum(230,200,0,9,24);
LCD_ShowNum(230,240,0,9,24);
printf("等待接收数据……\r\n");
while(1)
{
recvData = receiveData(); //阻塞等待接收一个数据
if((!startRecvFlag) && recvData) //先接收起始数据和结束数据、及总的长度
{
dataInfo[j] = recvData;
j++;
if(j==3)
{
j = 0; //若结束+1-起始 = 长度，则准备进入接收数据
if((dataInfo[1]+1-dataInfo[0]) == dataInfo[2]) startRecvFlag = 1;
else printf("此次接收失败！请重新发送数据！\r\n");
}
}
if(startRecvFlag) //开始接收数据
{
printf("receiving...\r\n");
startRecvFlag = 0;
startCountRunningTime(); //开始计时
for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++) //循环接收数据
{
recvData = receiveData(); //阻塞接收
if(recvData==i) dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
else
{
if(recvData!=0)
{
dataCurrentPos = recvData-i;
dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
i = recvData;
}
}
}
recvTime_us = getRunningTime(); //结束接收计时并得到时间
printf("接收完成！正在检验数据……\r\n"); //检验数据
dataCurrentPos=0;
for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++)
{
if(dataBuf[dataCurrentPos]!=i)
{
errorCounts++;
printf("【err】 ");
}
else printf("%d ",dataBuf[dataCurrentPos]);
dataCurrentPos++;
}
recvWorkCounts++;
printf("\r\n");
printf("-----------------------------------------------------\r\n");
printf("处理完成! 错误数据: %d 个总接收用时: %d us (%.3f ms --> %.2f s)\r\n", \
errorCounts,recvTime_us,(recvTime_us/1000.0),(recvTime_us/1000000.0));
printf("-----------------------------------------------------\r\n\r\n");
LCD_ShowNum(230,200,recvWorkCounts,9,24);
LCD_ShowNum(230,200,errorCounts,9,24);
LCD_ShowNum(230,240,recvTime_us,9,24);
errorCounts = 0;
recvData = 0;
dataCurrentPos=0;
memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf));
printf("等待接收数据……\r\n");
}
}
}