STM32串口控制LED实现闪烁和呼吸效果

STM32通过串口控制LED闪烁或者呼吸效果

目录

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。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟
  
	//USART1_TX   GPIOA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
   
  //USART1_RX	  GPIOA.10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

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

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

  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 

上面这些是串口的基本配置，下面是中断服务函数

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
	{
	u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 		//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
	OSIntEnter();    
#endif
	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)
		{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);	//读取接收到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
			{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
				{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
				}
			else //还没收到0X0D
				{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
					{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
					}		 
				}
			}   		 
     } 
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 	//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
	OSIntExit();  											 
#endif
} 
#endif	

 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。

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

			}

if(t==1)
		{
			delay_ms(10);//去抖动
		if(dir)led0pwmval++;
		else led0pwmval--;

 		if(led0pwmval>200)dir=0;
		if(led0pwmval==0)dir=1;										 
		TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

				
		}

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。

if(t==0)
	{
		TIM_SetCompare2(TIM3,0);
    delay_ms(300);
   TIM_SetCompare2(TIM3,899);
	  delay_ms(300);

 
	}

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。

int main(void)
 {		
   
	 u16 t;  
	 u16 led0pwmval=0;
	u8 dir=1;	
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	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
 	LED_Init();			     //LED端口初始化
 	TIM3_PWM_Init(899,0);	 //不分频。PWM频率=72000000/900=80Khz
  
	 while(1)
	{ 

			if(USART_RX_BUF[0]=='h'&&USART_RX_BUF[1]=='u'&&USART_RX_BUF[2]=='x'
				&&USART_RX_BUF[3]=='i')
			{
			 
				t=1;
				USART_RX_STA=0;


			}
			else if(USART_RX_BUF[0]=='s'&&USART_RX_BUF[1]=='h'&&USART_RX_BUF[2]=='a'
				&&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')
			{
			  
				t=0;
				USART_RX_STA=0;	
			
			}
		

		if(t==1)
		{
			delay_ms(10);//去抖动
		if(dir)led0pwmval++;
		else led0pwmval--;

 		if(led0pwmval>200)dir=0;
		if(led0pwmval==0)dir=1;										 
		TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

				
		}
	if(t==0)
	{
		TIM_SetCompare2(TIM3,0);
    delay_ms(300);
   TIM_SetCompare2(TIM3,899);
	  delay_ms(300);

 
	}
				
	
 }
}

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。

学习总结：

首先，我们学习的课本是嵌入式系统应用教程。我学习的体会是这样的：开始时，由于是刚刚入门，对老师书的好多东西是好奇的，好多名词也是新鲜的，不过不太懂什么意思。但是慢慢的，了解的深入让我有了更深的感触和体会。 在嵌入式的学习过程中，让我了解了什么是嵌入式系统。它就是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。他一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理功能。嵌入式系统已经应用于科学研究、工业控制、军事技术、交通通信、医疗卫生、消费娱乐等领域，人们日常使用的手机、PDA、汽车、智能家电、GPS等均是嵌入式系统的典型代表。 一开始我们就学习嵌入式的系统的基础部分，那很简单，就是一些定义或是介绍之类的。在进入第二章时，就开始学习了嵌入式开发过程中的主要操作系统——linux，在接下来的课程中，我发现嵌入式的学习过程还是蛮有趣的。在对linux的学习中，我们对它有了一点点的了解，接着就是学习一虚拟机的方式安装linux。对我来说有趣的就是安装的过程了，首先我们跟着老师的脚步走，学会了怎么安装，在自己动手进行对它的安装，这个过程是简单而有趣的。这样的开始让我对它充满了兴趣，也对以后的学习充满了信心。 其次就是安装好了之后，老师就更深一步的教我们应用了。在这是老师首先交给我们的是一些简单的命令应用，Linux具有很丰富的命令，绝大多数命令具有大量的参数。在学习命令的过程中，只要你认真的看着老师操作还有认真听着他讲，你就会发现有些命令的操作还是很简单的，不过在操作的过程中，我也有遇到有些困难，会出现你按照书上学习的例子，将命令输入终端时会出现你不想要的结果，也就是错误的结果。这是问问旁边的同学或是懂的同学就可以解决了。在对于这部分的学习中，让我知道了命令对于嵌入式的重要性。它是linux的重要内容，linux中所有的功能都是通过命令执行。在实际应用中，为了减少系统开销，经常不使用图形界面，此时，对系统的所有操作都需要以命令方式来执行。在嵌入式系统开发过程中，由于目标机的性能和配置比较低，因此，一般情况下目标机仅具有命令窗口而没有图形界面，对目标机的所有操作都通过命令来实现。 还有的那就是进一步学习与嵌入式系统开发相关的linux的服务，他们的启动、设置等的操作和应用。而在学习之中，我们主要介绍的是嵌入式系统中开发工程使用的TFTP、Telent和NFS服务。第一个实现的事上机位与下机位之间文件的传输、无磁盘网络的设备的启动等功能；第二个实现的事远程登录功能；第三个实现的是网络文件系统功能。 从以上的内容之中，并不难感受到我们的学习过程是由浅入深的，这对于我们的学习也有了较好的帮助。 当然，我们学习的不仅仅是这么几个内容，其中还有相关的实验内容。在我们基础的学习的过程之中，我有了这么一点的感受，总的来说就是概念加专业名词还有介绍加实验。不过你绝对不能小看那些概念和介绍，它对我们有着很重要的指导作用哦！实验那就更不用说了，它提高我们的动手能力，在实验的过程中还能让你更加理解书中的理念，这就是我学习嵌入式的感受。

21物联网应用技术2班—田佩宗