嵌入式专题研究1：USART和中断系统

USART通信

同步通信和异步通信：

同步通信：通信双方根据同步信号进行通信的方法。（spi和iic）

异步通信：依赖于双方彼此的独立时钟，约定好通信速度。（uart）

串行通信和并行通信：

串行通信：按位传输，同一时刻只能收或发1个bit的信息，只需要一根信号线。（USART、I2C、SPI）

并行通信：同一时刻可以收或发多个bit的信息，需要多根信号线。

单工，半双工，双工：

UART：全双工，TXD发送端，RXD接收端

SPI:全双工，SCK是同步时钟，MISO主机输入，从机输出，MOSI主机输出，从机输入

I2C：半双工，SCL同步时钟，SDA是数据输出/输入端

简介：

功能：用于打印调试信息，在电脑端的串口助手查看调试信息。专用的bug工具。

stm32f103c8t6的板子对应的USART信息。

通信协议的约定：

正常情况下TX和RX为高电平，起始位的标志为低电平。

LSB：低位先发送，约定好是8位还是9位，可选奇偶校验位，停止位1-2位（拉高1-2个高电平）。

8N1：8位数据位，不校验，1个停止位。

波特率：每秒传送的二进制位数。bps，衡量串行数据速度快慢的标志。

时钟配置：USART1在APB2时钟上，USART2等在APB1时钟上。

寄存器介绍：

控制寄存器USART_CR：数据位，停止位，奇偶校验

波特率寄存器USART_BRR

状态寄存器USART_SR：发送寄存器和接受寄存器的状态，发送是否完成

SR的低7位位TXE发送数据寄存器的状态，0表示数据还没有被转移到移位寄存器上，1表示数据已经转移到移位寄存器上了。

SR的低5位RXNE读数据寄存器的状态，0表示数据没有收到，1表示收到数据可以读出。

数据寄存器USART_DR

STM32实现串口数据的收发：

先用stm32官方的配置软件

复制代码
void USART_Putchar(uint8_t ch){
    while(!(USART1->SR&(1<<7)));  //发送寄存器的状态
    USART1->DR = ch;    
}

uint8_t USART_Getchar(void){
    while(!(USART1->SR&(1<<5)));  //接收寄存器的状态
    return USART1->DR;
}
复制代码

 

 HAL库实现通信：实现fputc之后让printf变成调试利器。

HAL的发送函数：HAL_UART_Transmit()

HAL的接收函数：HAL_UART_Receive()

int fputc(int ch, FILE *p){
    while(!(USART1->SR&(1<<7)));  //发送寄存器的状态
    USART1->DR = ch; 
  return ch;
}

中断系统

 CPU在正常执行程序的过程中，遇到外部/内部的紧急事件需要处理，暂时中止当前程序的执行，转而去处理紧急的事件，待处理完毕之后再返回被打断的程序处进行往下执行。

轮询和中断处理：

轮询一直占据CPU，CPU效率不高

中断只有在接收到中断flag之后，CPU才会去处理，CPU效率比较高

中断处理的过程：

1.进入中断：保存现场到堆栈中

2.处理中断

3.退出中断

NVIC的主要功能：

1.中断管理

2.支持异常以及中断向量化处理

3. 支持嵌套中断处理

中断优先级寄存器和中断优先级管理

优先级越小，优先级越高

外部中断控制器EXTI：

SYSCFG_EXTICR1-4进行外部中断配置

软件中断|外部中断

 

按键中断实例：

key连入stm32的管脚，默认高电平，按下之后为低电平——>下降沿触发中断。

按键按下之后，触发中断，在中断服务程序中打印一段话。

我没带usb to ttl模块，因此换成了触发中断后修改LED的亮灭。

复制代码
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
    switch(GPIO_Pin){
        case SW1_Pin:
            HAL_Delay(20);
            if(HAL_GPIO_ReadPin(SW1_GPIO_Port,SW1_Pin) == 0){   //delay 20ms to determine wheather the key is push down.
                HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);
            }
            break;
        default: break;
    }
}
复制代码

串口中断实例：

同样修改中断callback函数

非常重要：当在keil中串口使用printf函数时出现程序卡死、运行部了的现象，是因为没使用use MicroLIB(微库)！！！

因为这个串口的实验均卡了2h以上，难绷。

 
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