每节课都是一个项目手把手用STM32打造联网气象站-7-诚不欺我，用TIM, GPIO, USART三板斧干项目（挖坑篇）

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/book_drabit/article/details/125666502

终于，我们把STM32的入门三板斧的武功讲完了。有了这三板斧，我们就可以完成一些基本的项目了。终于熬出头了，从这一节开始，我们就用这三板斧，来玩不同的项目了。

当然。我们的项目不仅仅是玩，每一个项目都至少包含下面元素：

1.高耦合低内聚，便于移植，便于重用；

2. 不仅仅是好玩，而且有用，在其他项目中常常用得到；

敬请收藏，关注，从下面开始，带你做项目带你飞！

1.3.2 修改main.c中的代码，设置倒计时时间为25分钟；

1.3.3 控制led闪烁时间及闪烁频率

1.3.4 实现beep蜂鸣一次的响停间隔及蜂鸣频率

1.3.5 在main.c中，检查SysTickFlags时间标志，根据分钟标志，实现分钟显示

2.3.2 增设串口指令，修改单个番茄时长

2.3.3 通过串口获取完成的番茄个数

2.3.4 通过串口指令，暂停、开始番茄时钟

3.3.2 从gethub查找摩尔斯电码相关代码，对其功能进行测试

3.3.3 分析代码结构，修改GPIO引脚，实现beep发送莫尔斯码。

3.3.4 实现按标准时间间隔发送

3.3.5 将全部符号与摩尔斯电码相对应。

1. 实战项目1-开发一个番茄钟

1.1项目背景

现代人很容易被各种琐事打扰，一会儿一个微信，一会儿一个电话，一会儿一条手机弹窗，让人们很难真正安静下来，从事写作或者学习。

为了解决这个问题，我们利用手边的STM32开发板，开发一款番茄时钟，具体功能如下：

1. 开机后，自动倒计时25分钟；

2. 倒计时时间，例如：剩余24分钟时，闪烁24下，剩余1分钟时，闪烁1次。闪烁频率为100ms亮，200ms熄灭；

3. 到达倒计时时间后，蜂鸣器会“滴滴滴滴”想起，蜂鸣器想起频率为100ms开900ms关，蜂鸣器响25S后，自动停止；

就是这样简单的一个项目，接下来我们进行需求分析，看看如何快速实现这个项目。

1.2 需求分析

根据前面的三板斧，我们可以知道，这个项目需要这样实现：

1.开启定时器中断，定时器中断间隔设置为10ms；

2. 设置SystemCounter全局结构体变量，用来计算秒和分钟；

3. 采用前面用过的led_check来控制亮灭时间和闪烁次数；

4. 开发类似led_check的函数，来控制蜂鸣器的频率和次数；

5. 从下面这个项目的源码入手修改

每节课都是一个项目手把手用STM32打造联网气象站-5-STM32基础三件套-采用TIM定时器，实现无阻塞LED任意占空比和次数闪烁_可志嵌入式的博客-优快云博客

1.3 项目开发

1.3.1 修改定时器中断间隔时间

每节课都是一个项目手把手用STM32打造联网气象站-4-STM32基础三件套-TIM定时器初始化_可志嵌入式的博客-优快云博客

根据这一节中2.2的内容，我们知道，设置10ms中断间隔，我们可以把Period设置为10000-1; Prescaler保持不变。

1.3.2 修改main.c中的代码，设置倒计时时间为25分钟；

宏定义实现倒计时时间的设置，便于led闪烁、蜂鸣器亮灭次数统一

设置好宏定义后，用宏定义作为参数，判定倒计时时间

1.3.3 控制led闪烁时间及闪烁频率

1）在led_check.h，通过修改控制闪烁时间的宏定义，控制闪烁频率为亮100ms，灭200ms。

2）在main.c中，配置set_led_config实现闪烁次数的要求

1.3.4 实现beep蜂鸣一次的响停间隔及蜂鸣频率

1）开发beep_check函数控制蜂鸣器的频率和次数

2）开发set_beep_config函数，用以初始化蜂鸣器的频率和次数。

参考：

每节课都是一个项目手把手用STM32打造联网气象站-5-STM32基础三件套-采用TIM定时器，实现无阻塞LED任意占空比和次数闪烁_可志嵌入式的博客-优快云博客

思路一样，只是注意bsp_beep.h中，beep开启、关闭与led对应的电平不同。最后要注意在main.c大循环中添加beep_check用以控制蜂鸣器的频率和次数

1.3.5 在main.c中，检查SysTickFlags时间标志，根据分钟标志，实现分钟显示

1）在控制时间的结构体中增加TimeFlag,用以设置单次运行模式，当时间超过25分钟后，通过对标号4，设置TimeFlag为1，便不再执行番茄番茄时钟程序

2）检查SysTickFlags时间标志，实现分钟显示

3）通过对时间标志按位取反再与原值位于运算，达到清除时间标志，而不影响其他位的数值。

4）位与位或等运算可参考：

位与&，位或| ,位异或 ^ 总结 - Lucky& - 博客园 (cnblogs.com)https://www.cnblogs.com/xiaokang01/p/9651366.html

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行！

马上下载测试代码，看看效果。

测试代码链接

https://download.youkuaiyun.com/download/book_drabit/86150743

2. 实战项目2-改进番茄时钟

2.1项目需求

前面的番茄时钟虽然不错，但是还存在两个问题：

1. 没有输入设备，时间始终是固定死的；

2. 没有累计数据，不知道一天到底完成了几个番茄；

3.没有暂停功能，无法在需要时对番茄时钟进行暂停

为了解决这个问题，我们接下来就开发改进版本的番茄时钟；

2.2需求分析

为了实现这个需求，我们需要

1. 在前面工程基础上，移植串口，方便通过串口，设定番茄钟的时间，启动番茄钟，暂停番茄钟。这样，我们就需要开发一下串口解析命令。另外，为了是的代码更加便于维护，我们不仅仅通过串口控制，而且可以通过串口，查询番茄钟的软件版本信息和硬件版本信息；

2. 在前面的SystemConter的结构体全局变量中，我们需要增加一个累计番茄的变量，这样每次完成一个番茄，通过串口输出出来。同时也可以通过串口命令，查询共计完成了几个番茄。

2.3项目开发步骤

在前一节的基础上，我们需要：

2.3.1 移植串口，实现串口环回测试

解析串口代码结构，理解其串口协议，并通过串口发送指令进行验证。

1）带有串口协议的代码如下：

串口收发指令代码，实现用指令获取硬件版本号与软件版本号-C文档类资源-优快云下载

对此串口代码进行移植：

首先，将此代码目录下的串口c文件和h文件文件复制到番茄时钟文件夹usart里面;

其次，在keil工程内将鼠标右键放在USER目录上，右键选择Manage Project Items,在USER目录下添加bsp_usart.c文件，

最后，点击魔法棒->C/C++选项卡->include paths将bsp_usart.h文件目录包含进去

测试。移植好后进行串口环回测试，向单片机发送字符，查看单片机返回的字符是否一致。

向单片机发送GHJ，单片机返回GHJ，发送与返回的字符一致，串口移植成功。

串口环回代码如下：

番茄时钟通过移植增设串口通信，并通过串口环回测试-C文档类资源-优快云下载

2.3.2 串口命令解析，串口指令测试

完成环回之后，我们已经确定串口有效，串口能够接收数据，并且发送出来，在此基础上，我们进一步开发串口命令解析功能。

第一步：it.c中接收完整的串口命令并存入缓存

第二步：缓存中解析命令；

第三步：测试结果，验证功能；

1）在串口中断函数中缓存完整的串口命令

在串口中断服务函数中，urt_recv_tmp数组用于缓存完整的串口命令

在这里要注意一下，CurrentRxStep接收8个字节后，CurrentPoint才会累加

2）解析缓存中的串口指令

首先，代码开始执行时， PrePoint和CurrentPoint初始值都是0。当串口收到8个字节后，CurrentPoint增加1，这时PrePoint!=CurrentPoint，会进行命令复制，将串口收到的命令复制到UARTGetComm[ ]数组内。然后PrePoint自增，使得PrePoint和CurrentPoint再次相等。

其次，不断刷新串口状态，没有收到命令时，uart_status处在URT_IDLE状态，不停的break返回。当串口收到了正确命令后，UrtOrderReceiveFinish这个标志会被设置为SET，这时，uart_status进入URT_RX状态，进行串口命令解析。

最后，通过ReadCom函数提取指令的内容，根据指令的内容执行不同的操作。

其中指令A0 B1 02 00 00 00 00 00为获取固件版本信息。在测试的时候可以进行使用。

至此，串口命令解析到此结束。下面通过测试验证其功能。

3）测试以验证功能

通过串口助手向单片机发送指令A0 B1 02 00 00 00 00 00，查看返回的固件版本是否一致。

对应代码如下：

https://download.youkuaiyun.com/download/book_drabit/86247414

2.3.2 增设串口指令，修改单个番茄时长

在完成对串口指令的解析后，增加通过串口指令修改单个番茄时长。

第一步：定义全局变量，通过在程序内修改全局变量，控制番茄时长

第二步：增设串口指令，通过指令修改控制番茄时长的全局变量

第三步：测试结果，验证功能

1）增设全局变量，控制番茄时长

本节上部分开发番茄时钟时以讲过，可参考本节上部分内容。

2）在ReadCom函数中增设修改番茄时长的指令

首先，将指令第四位，即UARTGETCom[3]的值赋给TomatoTime全局变量。当修改时长后，番茄时钟重新开始计时，设立TomatoRestartFlag标志位用于控制番茄时钟是否清零用于计数的参数。

其次，在主函数中，根据TomatoRestartFlag判断是否复位番茄时钟计数参数。根据TomatoTime的值对番茄时长进行控制。

至此，通过串口修改番茄时长功能完成开发完成，下一步进行测试。

3）串口修改番茄时间功能测试

首先，在stm32f10x_it.c中修改定制器中断1分钟时长为6秒，缩短测试时间。

其次，通过串口助手向单片机发送16进制指令A0 B1 03 02 00 00 00 00，根据延时进行判断功能是否正常

经测试代码功能符合要求。

串口修改番茄时长代码如下：

(48条消息) 通过串口控制单个番茄时钟时长-C文档类资源-优快云文库

2.3.3 通过串口获取完成的番茄个数

需求：1.一个番茄结束后，自动发送共完成的番茄个数。2.通过串口指令获取完成的番茄个数。

第一步：设置全局变量，用于记录共完成的番茄个数

第二步：当完成一个番茄后，通过串口将记录番茄个数的全局变量数值发给上位机

第三步：增设串口指令，当单片机收到指令后，通过串口将记录番茄个数的全局变量数值发给上位机

第四步：测试以验证功能

1）通过全局变量记录番茄个数

首先，在bsp_TimeBase.c定义一个全局变量（全局变量会自动初始化为0）

其次，在 bsp_TimeBase.h中用extern进行引用

最后，在主函数中包含此头文件即可使用此全局变量

2）当完成一个番茄后，FinishTomatoNum会自动增加 1 ，并通过串口将数值上报

首先，当番茄时间到，全局变量自动增加1

其次，通过串口将全局变量FinishTomatoNum进行打印

再次，通过设置TomatoTimeEndFlag标志位为1；while(1)循环便不在执行此番茄始终程序。

最后，对功能进行测试，通过发送指令，查看单片机的返回值是否与完成次数一致

测试结果，功能正常

3）增加串口指令 0xA0 B1 04 返回完成的番茄次数全局变量值到串口助手

首先，筛选串口数据开头为0xA0 B1 04的指令

其次，设置DealFlag=0；表示完成指令。设置uart_status = URT_IDLE;以便进行下一次数据接收

4）测试功能，验证功能的正确性

首先，向单片机发送开头为0xA0 B1 04的8个字节数据，

其次，对比单片机返回值与实际结果是否一致

单片机返回值与实际结果一致，测试通过。

代码如下：

(48条消息) 通过串口获取完成的番茄个数-C文档类资源-优快云文库

2.3.4 通过串口指令，暂停、开始番茄时钟

需求：1.暂停时，番茄时钟停止计时，秒不再增加，时间停止

2.番茄时间结束后。按暂停功能，番茄时钟重新计时

第一步，增设暂停标志位

第二步，定时器中断检测暂停标志位，停止更新秒变化标志位，达到暂停时间功能

第三步，增设串口暂停指令，控制暂停标志位。

第四步，测试验证功能正确性

1）增设暂停标志位

首先，在bsp_TimBase.h文件中 Tomato结构体中增设TomatTimePauseFlag

其次，在bsp_TimBase.c文件中定义一个Tomato类型的结构体变量

最后，在bsp_TimBase.h文件extern引用此结构体变量，这样其他文件中的函数可以通过include bsp_TimBase.h文件，进而引用此结构体全局变量。

2）定时器中断检测暂停标志位，停止更新秒变化标志位，达到暂停时间功能

首先，进入定时器中断函数，检测TomatClock.TomatTimePauseFlag不为0后，SystemTimer.second停止自增，进而SystemTimer.second == 6 条件不满足，分钟标志位停止更新。

其次，在main.c中，tomat_contrl_led_beep函数，检测不到分钟标志位，便停止更新led和beep蜂鸣器。

3）增设串口暂停指令，控制暂停标志位。

首先，筛选出串口数据表头为0xA0 B1 04的指令

其次，判断若指令UARTGetComm[3] == 1，则设置标志位TomatTimePauseFlag为1，前面说过，若TomatTimePauseFlag为1，则定时器中断函数中，SystemTimer.second停止自增。

再次，判断若指令UARTGetComm[3] == 0，则设置标志位TomatTimePauseFlag为0，这样定时器中断函数中，SystemTimer.second自增，并再次判断，如果番茄时钟时间截至标志位TomatClock.TomatTimeEndFlag 为1，设置番茄时钟重新启动。

最后，设置DealFlag=0，表明指令处理结束，设置uart_status = URT_IDLE，继续进行下一次串口消息接收。

4）测试验证功能正确性

即通过串口单片机向单片机发指令 0xA0 B1 04 01 00 00 00 00 番茄时钟暂停计时。发指令 0xA0 B1 04 00 00 00 00 00 番茄时钟继续计时

测试通过，功能符合要求。

至此，完成番茄时钟所有需求

1.通过串口指令修改番茄时钟计时时间

2.通过串口指令查看共完成的番茄个数。

3.当一个番茄时间完成后，会自动通过串口发送共完成的番茄个数

4.通过串口指令，暂停、开始番茄时钟

对应代码如下：

(48条消息) 实现番茄时钟暂停功能，设置番茄时钟结构体替代取代控制番茄时钟的全局变量，详情见博客-C文档类资源-优快云文库

3. 实战项目3-摩斯密码翻译器

3.1项目需求

电影中，常常可以看到很多关键情报，都是通过摩斯密码来传递的。然而，翻译摩斯密码并不容易。

摩斯密码采用一系列的点和线，来实现信息的表达和传递。

3.2需求分析

说老实话，真的用代码，从头开始，翻译摩斯密码，还是非常有挑战的。所以这一节，我们将介绍另外一种常用方法：从github找相关思路。

github是程序员的乐园，极客的世界，在github上面，说不定已经有摩斯密码翻译器了，我们只需要把它下载下来，再移植到我们的代码中，即可完成项目功能。

说干就干，我们再github上面，能够找到类似的项目。

3.3开发步骤

第一步，了解摩尔斯电码基本原理

第二步，从gethub查找摩尔斯电码相关代码，对其功能进行测试

第三步，分析代码结构，增加功能，实现用蜂鸣器将消息以摩尔斯电码的方式滴答发送出去

3.3.1摩尔斯电码基本原理

首先，摩尔斯电码通过点（.）和横杠（-）的组合代表不同的字符，字符构成单词，转变为人可以理解的词汇。

's', "..." 'o', "---" 's', "..."

其次，将字符转化为摩尔斯电码，更有利于通过简单的滴答声及延时将信息发送出去。由于不同字符由不同的摩尔斯电码组成，不同的摩尔斯电码对应不同时长的滴答声和滴答声间隔。字符便被区分开来。

********************************************************************************************
*   摩尔斯电码时间间隔包括五种：
*
*       1、点（ · ）：1 （读 “滴” dit ，时间占据1t ）
*       2、划（—）：111 （读 “嗒” dah ，时间占据3t ）
*       3、字符内部的停顿（在点和划之间）：0 （时间占据1t ）
*       4、字符间停顿：000 （时间占据3t ）
*       5、单词间的停顿：0000000 （时间占据7t ）
*
**********************************************************************************************

具体请参考一次看懂摩斯电码的密码 - 知乎 (zhihu.com)

3.3.2 从gethub查找摩尔斯电码相关代码，对其功能进行测试

首先，从gethub查找相关代码，github是极客的世界，有大量的优质开源项目。要学会使用github。github的使用大致分为账号注册、创建github仓库、git工具的安装三大步，此处不再赘述，详细使用请参考

还不会使用 GitHub ？ GitHub 教程来了！万字图文详解 - 知乎 (zhihu.com)

从gethub下载的摩尔斯电码代码如下：

(40条消息) 摩尔斯电码，实现将字符转为摩尔斯电码的主体功能，能将摩尔斯电码通过串口上位机进行显示-C文档类资源-优快云文库

其次，将代码下载到单片机进行验证，其能实现基本的字符转为摩尔斯电码功能，将摩尔斯电码通过串口进行显示。将摩尔斯电码以led闪烁的形式发送出去

3.3.3 分析代码结构，修改GPIO引脚，实现beep发送莫尔斯码。

第一步，分析代码结构

第二步，修改GPIO引脚，实现beep发送莫尔斯码。

1）进入主函数，查看其对摩尔斯电码函数的调用，分别查看（1）和（2）两个标签对应的函数。

首先， morse_init函数实现对摩尔斯电码GPIO引脚的初始化，后续可以通过GPIO对应的蜂鸣器将信号以声音的方式发送出去。

其次，不定长函数morse_printf实现两个功能（1）：将摩尔斯电码通过串口打印显示。（2）将摩尔斯电码通过GPIO外接的led输送给外界。

可见，此摩尔斯电码只是将字母与摩尔斯电码对应起来，部分符号如？（）等符号没有完善。

可见，摩尔斯电码发送时间间隔没有严格按照摩尔斯电码要求进行等待。

最后，对代码进行完善，增加摩尔斯电码对其他字符的支持，增加对莫尔斯码发送时间间隔的支持。在下一节讲述

不定长函数可参考下文：

void morse_printf(char *format, ...) { } 为不定长函数，其对输入参数的个数没有要求。不定长函数的基本调用方式为：

void my_printf(const char *format, ...)
va_list arg；  // va_list是一个宏，是指向不定长参数列表的指针
va_start(arg, format);   //初始化arg，将format后第一个地址赋值给arg
va_arg(arg, int);    //得arg指向参数的值，同时使arg指向下一个参数
vsnprintf((char *)pStr, 100, format, ap); 
va_end(arg); 
  //va_end 在有些实现中可能会把arg改成无效值，
//这里， 是把arg指针指向了 NULL,避   免出现野指针

具体可参考(40条消息) C语言函数不定长参数 - C语言零基础入门教程_猿说编程的博客-优快云博客_c++不定长参数

2）对功能进行完善，实现用蜂鸣器将消息以摩尔斯电码的方式滴答滴答发送出去

首先，将led改为beep蜂鸣器

在Morse_TX.h修改宏定义，注意，由于电路不同，beep高电平为打开。