ARMCORTEXM串行数据处理编程.docx

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ARMCORTEXM串行数据处理编程

微机原理课程设计

题目：

基于ARMCORTEXM3的串行数据处理编程

1:

说明：

1.工程描述：

串口1接收到的1组严格按以下格式的数据，7个字节，格式为：

FALED1LED2LED3LED4校验和FE

其中LED1到LED4的取值为0或1

若LEDN为1，将灯N点亮，否则灯N熄灭

2：

要求：

1）.在串口中断服务程序voidUSART1_IRQHandler（void）中用C语言编写代码接收数据到缓冲区（若干个字节的数组）

2）不允许在中断服务程序中判断校验和是否正确，不允许在中断服务程序中点亮和熄灭灯，校验和点亮和熄灭灯的操作应该在主程序中执行。

3）.要求每接收到一组数据都能进行处理，当未接收完一组数据的时候不应去对数据进行处理

4）要求对硬件的操作采用寄存器编程方式,不使用库函数

3.课程设计报告要求：

1）包括主程序和中断服务程序的源代码,每行代码加注释

2）画出程序执行的流程分析图

3）格式要求如下:

1.课程设计题目分析

2.资料查找和学习过程

3.代码和分析

4.代码流程图

5.心得

2:

参考资料:

2.1原理图

2.1.1MCU及其周围电路设计

如图

8.低速晶振电路

1.唤醒电路

7.AD输入

2.复位电路

3.启动配置

4.高速晶振电路

5.AD参考

电路

6.后备电池

6.备用电源

5.参考电压

图2.1.1MCU及其周边电路

2.1.2USB转串口电路设计

USB转串口电路可以方便没有串口的笔记本电脑用户通过USB接口下载代码到FLASH中，及进行RS232串行通信。

图2.1.2USB转串口接口电路

USB转串口芯片是CP2102,该芯片稳定性较好。

当其正常工作的时候，灯LED6亮。

该芯片DP/D+引脚连MINIUSB接口的脚3，DM/D-引脚连MINIUSB接口的脚2，为一对USB输入输出线。

TXD与RXD引脚接MCU的PA10（USART1_RX）和PA9（USART1_TX）。

2.1.3按键、LED显示电路和其他接口

按键、LED和蜂鸣器是常规的设备，除了RESET和WAKEUP按键外，开发板上还提供了2个按键,具有4个高有效的指示灯和蜂鸣器，电路如下图

图2.1.3指示灯、按键、蜂鸣器电路

2.2相关资料

2.2.1STM32F103VET6（CORTEXM3内核的MCU）概况

表

项目

解读

内核

ARM32-bitCortex-M3CPU核

最高频率

72MHz

处理能力

1.25DMIPS/MHz平均每个时钟执行1.25条指令，这是比较高的处理能力。

FLASH

512K字节Flash存储器

SRAM

64K字节SRAM

电源和I/O输入范围

2.0到3.6V

模数转换器ADC

3个12位ADC,16通道

数模转换器DAC

2个12位DAC,2通道

GPIO

80个，可忍受5V的高压

调试

串口调试（SWD）和JTAG接口

定时器

8个，TM1-TM8

通信接口

13个，5个串口，2个I2C,3个SPI,1个CAN,1个USB，1个SDIO

FSMC

有

2.2.2CORTEXM3寄存器

3.3.1GPIO寄存器

GPIO寄存器包括：

两个32位的配置寄存器（GPIOx_CRL,GPIOx_CRH）、两个32位的数据寄存器（GPIOx_IDR,GPIOx_ODR）、一个32位的置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）、一个16位的复位寄存器（GPIOx_BRR）、一个32位的锁定寄存器（GPIOx_LCKR）。

以上所有寄存器不允许按位访问或字节访问，必须按32位字访问。

1.配置寄存器（GPIOx_CRL，GPIOx_CRH）（x=A..E）

STM32每个GPIO端口有两个32位配置寄存器,如GPIOC_CRL，GPIOC_CRH为端口C的配置寄存器。

STM32一个端口有16位，也就对应芯片的16个管脚。

CRL控制端口的低八位，CRH控制端口的高8位。

图3.3.1GPIO配置寄存器CRL

由图3.3.1，CRL寄存器共32位，4位1组，每组控制1个引脚的配置（输入输出模式）。

例如，假设这个计算器是GPIOC->CRL，位31-28共4位，那么这4位控制了GPIOC的7脚的输入输出模式。

假设要配置GPIO的IO口y,那么需要写CNFy[1:

0]和MODEy[1:

0]。

MODE[1:

0]配置输入输出模式，输出的速率：

00：

输入模式（复位后的状态）

01：

输出模式，最大速度10MHz

10：

输出模式，最大速度2MHz

11：

输出模式，最大速度50MHz

CNF[1:

0]取值及含义根据配置为输入和输出有不同：

输入模式下：

00：

模拟输入模式

01：

浮空输入模式（复位后的状态）

10：

上拉/下拉输入模式

11：

保留

输出模式下

00：

通用推挽输出模式

01：

通用开漏输出模式

10：

复用功能推挽输出模式

11：

复用功能开漏输出模式

CRH寄存器除了控制的是高8位端口外，其结构和含义都与CRL完全相同。

如果IO口是0-7号的话，则写CRL寄存器，如果IO口是8-15号的话，则写CR寄存器。

例如，要设置GIPOD的4位端口为最高50M频率的推挽输出，15位端口位上拉下拉输入模式，应该设置如下：

GPIOD->CRL的CNF4[1:

0]为00，GPIOD->CRL的MODE4[1:

0]为11。

GPIOD->CRH的CNF7[1:

0]为10，GPIOD->CRH的MODE7[1:

0]为00。

因此，编程如下：

GPIOD->CRL&=0XFFF0FFFF;//清掉对位4的配置

GPIOD->CRL|=0X00030000;//写位4的位置为0011

GPIOD->CRH&=0X0FFFFFFF;//清掉对位15的配置

GPIOD->CRH|=0X8000000;//写位15的配置为1000

为什么要写的这么麻烦呢，就是因为只能32位操作，不能进行位操作的原因！

如果是对整个PD口进行配置，才可以直接赋值。

2.端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）和端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）

GPIOx_IDR是只读，作输入数据寄存器，这个寄存器是32位的，并且只能是按16位进行编程操作。

图3.3.2数据输入寄存器IDR

DRy[31:

16]：

保留，读出始终是0.

DRy[15:

0]：

端口输入数据（y=0…15）

这些位为只读并只能以字（16位）的形式读出。

读出的值为对应I/O口的状态（0或1）。

GPIOx_ODR是可读可写的，作输入数据寄存器，这个寄存器是32位的，并且只能是按16位进行编程操作。

图3.3.3数据输出寄存器ODR

ODRy[31:

16]：

保留。

ODRy[15:

0]：

端口输出数据（y=0…15）

实验证实，要读取某端口输入的数据，要设置端口为输入模式，然后通过IDR寄出去读取才是正确的。

ODR反应了作为输出时，上一次写出的数据。

例如，刚刚设置GIPOD的4位端口为最高50M频率的推挽输出，现在将其置1，可以编程如下：

GPIOD->ODR|=1<<4;//等同于GPIOD->ODR|=0x10;

如果写成GPIOD->ODR=0x10有问题吗？

有的，而且问题相当严重，因为不小心将GPIOD的其他端口都清0了！

这可不是想要的结果。

如果使GIPOD的位4端口再输出低电平，编程应该如下：

GPIOD->ODR&=（～（1<<4））;//等同于GPIOD->ODR&=0xEF（）

如果使GIPOD的位4端口输出低电平，位5端口输出高电平，编程如下：

GPIOD->ODR&=（～（1<<4））;

GPIOD->ODR|=1<<5;

有点尴尬了，需要两条语句！

而且条条语句都有回读操作!

这样的操作在需要高实时性的场合，就不太合适了，而且大家可以看到，同步性差，需要先将位4设置为低电平，然后将位5设置为高电平，这中间是有时间间隔的！

因此，为了更加方便而且有效率的编程，必须介绍下端口位设置/清除寄存器BSRR和端口位清除寄存器BRR设置。

3.端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）（x=A..E）

通过设置BSRR或BRR寄存器来设置某一特定引脚的输出电平，而保持其他引脚输出不变，速度快，效率高。

端口位设置/清除寄存器BSRR是专为方便编程设计的，该寄存器采用32位编程。

BSRR寄存器结构如图

图

BRy:

清除端口x的位y（y=0…15）（端口x复位位y）。

这些位只能写入并只能以字（16位）的形式操作。

如果BRy为0：

对对应的ODRy位不产生影响1：

如果BRy为1：

清除对应的ODRy位为0

BSy:

设置端口x的位y（y=0…15）（端口x设置位y）这些位只能写入并只能以字（16位）的形式操作。

如果BSy为0：

对对应的ODRy位不产生影响

如果BSy为1：

设置对应的ODRy位为1

需要注意的是：

如果同时设置了BSy和BRy的对应位，BSy位起作用。

例如，将GIPOD的4位端口输出低电平，5位端口输出高电平，编程如下：

GPIOD->BSRR=0x00100020;

于是，一条语句就解决了，用示波器观察就会看到两位同时被设置。

另外，如果想清除某位，而BSRR中的位清除在高16位，使用起来不是很方便，可以使用端口位清除寄存器BRR。

4.端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）（x=A..E）

端口位清除寄存器BRR也是专为方便编程设计的，该寄存器采用16位编程。

它的结构如下：

图

高16位保留，设置BRR低16位的值位1，就可以清除（置0）该位。

例如，将GIPOD的4位端口输出低电平，编程如下：

GPIOD->BRR=1<<4;

这种操作避免了回读（&=或|=）效率高速度快！

2.2.4串口寄存器

这部分请自行参考STM32中文用户手册.

2.3资料下载

1.STM32开发板光盘

链接:

/link?

shareid=67&uk=10密码:

1xno

2.