Lab3 自行车码表

实验连接示意图

整体图

STM32和USB连接图

STM32和STLink连接图

面包板

实验步骤

  1. 连接STM32和其他设备，并下载安装mdk等所需软件。
  2. 编写Cube程序，配置UART0为9600，8n1，上电后向串口输出“Hello”，在PC上通过串口软件观察结果。结果如下：
  3. 编写Cube程序，配置PA11和PA12为内部上拉到输入模式，在main()函数循环检测PA11按钮按下，并在按钮按下时在串口输出“Pressed”。结果如下：
  4. 编写Cube程序，配置PA12下降沿触发中断，程序中设置两个全局变量，一个为计数器，一个为标识。当中断触发时，计数器加1，并设置标识。在主循环中判断标识，如果标识置位则清除标识并通过串口输出计数值。结果如下，当PA12按下时，count加1并显示。
  5. 编写Cube程序，开启定时器为200ms中断一次，中断触发时设置标识，主循环根据这个标识在做串口输出（取消4的串口输出）。结果如下，定时输出count。
  6. 编写完成的码表程序，PA12的按钮标识车轮转了一圈，通过计数器可以得到里程，通过定时器中断得到的时间可以计算出速度；PA11的按钮切换模式，模式一在串口输出里程，模式二在串口输出速度。具体显示结果见“四、结果与分析”

    源代码

    main.c

1
2
#include <stdio.h>
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stm32f1xx_hal_uart.h"
#include "stm32f1xx_hal_tim.h"
void SystemClock_Config(void);
static void Error_Handler(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(void);
UART_HandleTypeDef UartHandler;
TIM_HandleTypeDef TIM_Handler;
int pa12_interrupt_flag;
int timer_flag;
int counter=0;
int timer_counter=0;
int mode=0;
int state1;
int main(void)
{

  HAL_Init();
  
  // 设置时钟
  SystemClock_Config();
  // 初始化
  MX_TIM3_Init();
  MX_GPIO_Init();
  
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM_Handler);
	// 配置UART1
  UartHandler.Instance        = USART1;
  UartHandler.Init.BaudRate   = 9600;
  UartHandler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  UartHandler.Init.StopBits   = UART_STOPBITS_1;
  UartHandler.Init.Parity     = UART_PARITY_NONE;
  UartHandler.Init.HwFlowCtl  = UART_HWCONTROL_NONE;
  UartHandler.Init.Mode       = UART_MODE_TX_RX;
  // 初始化UART
	HAL_UART_Init(&UartHandler);
	
	HAL_Delay(100);
  printf("Hello\r\n");  // 开机输出hello
  int flag = 0;  
	HAL_SuspendTick();
	
	while (1) {   // 轮询PA11
		state1 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_11);
		if(state1==0) // 按下PA11切换模式
			mode = ~mode;	
	}
}
int __io_putchar(uint8_t ch){  // 输出字符
	HAL_UART_Transmit(&UartHandler, &ch, 1, 100);
	return 1;
}
int fputc(int ch, FILE *f){
	uint8_t chr =ch;
	HAL_UART_Transmit(&UartHandler, &chr, 1, 100);
	return 1;
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){  // 回调函数
    if(htim->Instance == TIM3){        
        timer_flag = 1;
        timer_counter++;
    }
		if (mode)  // 模式一
			printf("speed=%lf\r\n", counter*1.0/timer_counter);
		else   // 模式二
			printf("distance=%d\r\n", counter);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
	switch (GPIO_Pin){
		case GPIO_PIN_11:
			printf("Pressed\r\n");
			mode=!mode;
			break;
		case GPIO_PIN_12:
			counter++;
			break;
	}
}
/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0);

  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
}
// 时钟初始化
void MX_TIM3_Init(void)
{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  TIM_Handler.Instance = TIM3;
  TIM_Handler.Init.Prescaler = 8000;
  TIM_Handler.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  TIM_Handler.Init.Period = 199;
  TIM_Handler.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  HAL_TIM_Base_Init(&TIM_Handler);

  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  HAL_TIM_ConfigClockSource(&TIM_Handler, &sClockSourceConfig);

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&TIM_Handler, &sMasterConfig);
}
// GPIO初始化
void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
  __GPIOA_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  //GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,0,0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
   * @brief Reports the name of the source file and the source line number
   * where the assert_param error has occurred.
   * @param file: pointer to the source file name
   * @param line: assert_param error line source number
   * @retval None
   */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
    ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
}
#endif

stm32f1xx_hal_msp.c

1
void HAL_MspInit(void)
{

  __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();

  HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

  /* System interrupt init*/
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);

    /**DISABLE: JTAG-DP Disabled and SW-DP Disabled 
    */
  

}
// 初始化
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
	__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
// 善后
void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	__HAL_RCC_USART1_FORCE_RESET();
	__HAL_RCC_USART1_RELEASE_RESET();
	HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_9);
	HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_10);
}
// 初始化
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
{
  if(htim_base->Instance==TIM3)
  {
    __TIM3_CLK_ENABLE();
    HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);
  }
}
// 善后
void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base) 
{

  if(htim_base->Instance==TIM3)
  {
    __TIM3_CLK_DISABLE();
    HAL_NVIC_DisableIRQ(TIM3_IRQn);
  }
}

结果与分析


如上图，是自行车码表的运行结果。当按下STM32上的reset时，码表被重启，并向串口发送“Hello”。启动后默认在模式一下运行，根据定时器输出里程，按当下P11时切换模式，在模式二下运行并根据定时器输出速度，符合实验预期。但由于未对按键进行去抖，可能会出现像第一次那样按下一次PA11却连续出现两次“Pressed”的情况。