中断控制LED及实现串口通信

于 2024-05-19 20:42:20 发布
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文章标签： 单片机 stm32 嵌入式硬件
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一、 外部中断点亮LED

1、用stm32F103核心板的GPIOA端一管脚接一个LED，GPIOB端口一引脚接一个开关（用杜邦线模拟代替）。采用中断模式编程，当开关接高电平时，LED亮灯；接低电平时，LED灭灯。

GPIOA端5号管脚接一个LED，GPIOB端口14号引脚接一个开关。

exti_key.h文件

#ifndef __EXTI_KEY_H
#define __EXTI_KEY_H
#include "stm32f10x.h"
void EXTI_Key_Init(void);
#endif

exti.key.c文件

#include "stm32f10x.h"                  


uint16_t LED_Count;//计数器（中断触发次数）
void EXTI_Key_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义配置初始化结构体
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  //打开GPIO时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);   //打开AFIO时钟
	//EXTI 和 NVIC已经默认开启时钟，不需要再开启
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;     //对于外部中断来说，要选择浮空，上拉或者下拉输入其中一个模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	//第三步，给AFIO配置，库函数文件在GPIO一个文件里
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//用AFIO配置需要的中断引脚选择
	
	//第四步配置EXTI，选择触发的方式
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;//选择PB14对应的14号线路;
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择是中断还是事件触发
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//配置为下降沿触发
	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
	
	//第五步，配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	//指定优先级，因为只有一个中断源，优先级随意设置
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //指定抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
}

main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "LED.h"

int main(void)
{
	LED_Init();
	while(1)
	{
		
		
	}
} 

//中断函数
void EXTI15_10_IRQHandler(void)//必须无参无返回值
{
	//因为有10-15EXTI都能进来所以一般首先要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)== SET)
	{
			
			GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
			RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
			GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_RESET)//判断现在是低电平还是高电平，对应开关等
		{
			
			
			GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
	    else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_SET)
		{
		
			//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
		
		
		//每次执行中断后都应该清除中断标志位，不然会一直申请中断，程序就卡死在中断里面
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
	}
	
}

实验结果：

在这里插入图片描述

2、如果完成后，尝试在main函数while循环中加入一个串口每隔1s 发送一次字符的代码片段，观察按键中断对串口发送是否会带来干扰或延迟。

USART_Init_Config.c文件

#include <stdio.h>
#include "USART_Init_Config.h"


void USART1_Init(void)
{
	
	//1.定义GPIO和串口对象
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
//2.开启GPIOA和USART1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
		
//3.USART设置RX/TX
	
  //USART1_TX，默认情况下复用PA9引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_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); 
	
  //USART1_RX，默认情况下复用PA10引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 
	
  //4.USART1参数配置

	//设置波特率为9600
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //数据位占8位
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //1位停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无校验
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//配置工作模式，即可接收数据，也可发送数据
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);//初始化串口1
	
	// 嵌套向量中断控制器组选择
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;// 配置USART为中断源
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;// 抢断优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 响应优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;// 使能中断
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 初始化配置NVIC
	
	//使能串口接收中断
  USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);

  //使能串口1
	USART_Cmd(USART1, ENABLE); 

}

//发送一个字节
void Usart_SendByte(USART_TypeDef * pUSARTx,uint8_t ch)
{
	USART_SendData(pUSARTx,ch);// 发送一个字节数据到USART
	while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);// 等待发送数据寄存器为空
}

//发送字符串
void USART_SendString(USART_TypeDef * pUSARTx,char *str)
{
	unsigned int k=0;
	do
	{
		Usart_SendByte(pUSARTx,*(str+k));
		k++;
	}while(*(str+k)!='\0');
	// 等待发送完成
	while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET);
}


//微秒级的延时
void delay_us(uint32_t delay_s)
{    
  volatile unsigned int i;
  volatile unsigned int t;
  for (i = 0; i < delay_s; i++)
  {
    t = 11;
    while (t != 0)
    {
      t--;
    }
  }
}


//毫秒级的延时函数
void delay_ms(uint16_t delay_ms)
{    
  volatile unsigned int num;
  for (num = 0; num < delay_ms; num++)
  {
    delay_us(1000);
  }
}

USART_Init_Config.h文件

#ifndef __USART_INIT_CONFIG_H
#define __USART_INIT_CONFIG_H

#include "stm32f10x.h"
void USART1_Init(void);
void Usart_SendByte(USART_TypeDef * pUSARTx,uint8_t ch);
void USART_SendString(USART_TypeDef * pUSARTx,char *str);
void delay_ms(uint16_t delay_ms);
#endif

main.c文件

头文件添加

#include "USART_Init_Config.h"

在while循环中添加

USART_SendString(USART1,"Hello World");
delay_ms(1000);

实验结果表明中断函数的加入并不会影响串口通信，按键中断对串口发送不会带来干扰或延迟。

二、中断方式实现串口通信

采用串口中断方式重做上周查询方式的串口通信作业，分别实现：

（1）当stm32接收到1个字符“s”时，停止持续发送“hello windows!”; 当接收到1个字符“t”时，持续发送“hello windows!”（提示：采用一个全局标量做信号灯）；

（2）当stm32接收到字符“stop stm32!”时，停止持续发送“hello windows!”; 当接收到字符“go stm32!”时，持续发送“hello windows!”(提示：要将接收到的连续字符保存到一个字符数组里，进行判别匹配。写一个接收字符串的函数。

（1）添加USART_Init_Config.c文件和USART_Init_Config.h文件（上文）

（2）main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "USART_Init_Config.h"

// 全局变量作为标志
volatile uint8_t flag = 0;
volatile bool stringReceived = false;
char receivedString[20]; // 存放接收到的字符串
int stringIndex = 0;



// 中断服务例程
void USART1_IRQHandler(void) {
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) {
        char data = USART_ReceiveData(USART1);
        // 处理单字符命令
        if(data == 's') flag= 0;
        else if(data == 't') flag = 1;
			  USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
			
       /* 
            // 处理字符串
            if(data == '\n' || data == '\r') {
                receivedString[stringIndex] = '\0'; // 字符串结束
                stringReceived = true;
            } else {
                receivedString[stringIndex++] = data;
                if(stringIndex >= 19) stringIndex = 0; // 防止数组越界
            }
        */
    }
}


// 主循环
int main(void) {
    // ... 初始化代码 ...

    USART1_Init();
	  

    while(1) {
        if(flag ==1) {
					USART_SendString(USART1, "hello windows!\r\n");          
					delay_ms(1000);
				}
				/*
        if(stringReceived) {
            // 检查接收到的字符串
            if(strcmp(receivedString, "stop stm32!") == 0) {
                flag = 0;
            } else if(strcmp(receivedString, "go stm32!") == 0) {
                flag = 1;
            }
            // 重置字符串接收标志和索引
            stringReceived = false;
            stringIndex = 0;
        }
				*/
    }
}

实验结果：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结

学习到了用标准库的方式来实现中断，利用中断来控制led和实现串口通信，但也存在不懂的地方和不足之处。

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