《M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版》第二十六章 USMART调试实验

正点原子运营

第二十六章 USMART调试实验

1）实验平台：正点原子 M144Z-M3 STM32F103最小系统板

2) 章节摘自【正点原子】M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=609293737870

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar ... _mini_sysboard.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32技术交流QQ群:725095144

USMART调试组件是正点原子开发的一款灵巧的串口调试交互组件，其功能类似Linux的Shell，支持通过串口调用程序中的任意函数，对调试代码有很大的帮助。通过本章的学习，读者将学习到USMART调试组件的使用。

本章分为如下几个小节：

26.1 硬件设计

26.2 程序设计

26.3 下载验证

26.1硬件设计

26.1.1 例程功能

1. 通过USMART调用程序中的函数，实现对LCD、LED和延时操作

2. LED0闪烁，指示程序正在运行

26.1.2 硬件资源

1. LED

       LED0 - PB5

       LED1 - PE5

2. 正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块

3. USART1

       USART1_TX - PA9

       USART1_RX - PA10

4. TIM4

26.1.3 原理图

本章实验使用的USMART组件为应用软件，因此没有对应的连接原理图。

26.2 程序设计

26.2.1 USMART组件

使用USMART组件需要先进行相应的移植操作，USMART组件的移植也非常简单，只需要实现usmart_port.c文件中的5个函数即可完成移植。

第一个函数为usmart_get_input_string()，该函数用于USMART获取串口输入的数据流，该函数的实现，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   获取输入数据流(字符串)
   
3. *@note    USMART通过解析该函数返回的字符串以获取函数名及参数等信息
   
4. *@param   无
   
5. *@retval
   
6. *   @arg   0,  没有接收到数据
   
7. *   @arg   其他,数据流首地址(不能是0)
   
8. */
   
9. char *usmart_get_input_string(void)
   
10. {
    
11.     uint8_t len;
    
12.     char *pbuf = 0;
    
13.    
    
14.     if (g_usart_rx_sta & 0x8000)        /* 串口接收完成？ */
    
15.     {
    
16.          len = g_usart_rx_sta & 0x3fff; /* 得到此次接收到的数据长度 */
    
17.          g_usart_rx_buf[len] = '\0';    /* 在末尾加入结束符. */
    
18.          pbuf = (char*)g_usart_rx_buf;
    
19.          g_usart_rx_sta = 0;            /* 开启下一次接收 */
    
20.     }
    
21.    
    
22.     return pbuf;
    
23. }

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从上面的代码中可以看出，该函数就是从SYSTEM文件夹USART驱动中获取USART1输入的数据。

剩余的四个函数，在宏USMART_ENTIMX_SCAN开启后才需要定义，该宏用于使能runtime统计等功能。

第二个函数为usmart_timx_reset_time()，该函数用于复位runtime，该函数的实现，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   复位runtime
   
3. *@note    需要根据所移植到的MCU的定时器参数进行修改
   
4. *@param   无
   
5. *@retval  无
   
6. */
   
7. voidusmart_timx_reset_time(void)
   
8. {
   
9.     /* 清除中断标志位 */
   
10.    __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&g_timx_usmart_handle, TIM_FLAG_UPDATE);
    
11.     /* 将重装载值设置到最大 */
    
12.    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&g_timx_usmart_handle, 0XFFFF);
    
13.     /* 清空定时器的CNT */
    
14.    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_usmart_handle, 0);
    
15.    usmart_dev.runtime = 0;
    
16. }

复制代码

该函数复位了runtime功能和用于runtime功能的相关TIM。

第三个函数为usmart_timx_get_time()，用于runtime功能获取时间，该函数的实现，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   获得runtime时间
   
3. *@note    需要根据所移植到的MCU的定时器参数进行修改
   
4. *@param   无
   
5. *@retval  执行时间,单位:0.1ms,最大延时时间为定时器CNT值的2倍*0.1ms
   
6. */
   
7. uint32_t usmart_timx_get_time(void)
   
8. {
   
9.     /* 在运行期间,产生了定时器溢出 */
   
10.     if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&g_timx_usmart_handle, TIM_FLAG_UPDATE) == SET)
    
11.     {
    
12.          usmart_dev.runtime += 0XFFFF;
    
13.     }
    
14.    usmart_dev.runtime +=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&g_timx_usmart_handle);
    
15.     return usmart_dev.runtime;
    
16. }

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应为该函数能够处理一次定时器的溢出情况，因此能获取到的时间上限为定时器计数最大值的两倍。

第四个函数为usmart_timx_init()，用于初始化用于runtime功能的定时器，该函数的实现，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   定时器初始化函数
   
3. *@param   arr:自动重装载值
   
4. *@param   psc:定时器分频系数
   
5. *@retval  无
   
6. */
   
7. voidusmart_timx_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
   
8. {
   
9.    USMART_TIMX_CLK_ENABLE();
   
10.    
    
11.    g_timx_usmart_handle.Instance = USMART_TIMX;
    
12.    g_timx_usmart_handle.Init.Prescaler = psc;
    
13.    g_timx_usmart_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    
14.    g_timx_usmart_handle.Init.Period = arr;
    
15.    g_timx_usmart_handle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    
16.    HAL_TIM_Base_Init(&g_timx_usmart_handle);
    
17.    HAL_TIM_Base_Start_IT(&g_timx_usmart_handle);
    
18.    HAL_NVIC_SetPriority(USMART_TIMX_IRQn,3,3);
    
19.    HAL_NVIC_EnableIRQ(USMART_TIMX_IRQn);
    
20. }

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可以看到，该函数初始化了一个用于runtime功能的定时器，同时使能了该定时器的更新中断。

第五个函数就是用于runtime功能的定时器的中断服务函数，该函数的实现，如下所示：

1. /**
   
2. *@briefUSMART定时器中断服务函数
   
3. *@param无
   
4. *@retval无
   
5. */
   
6. voidUSMART_TIMX_IRQHandler(void)
   
7. {
   
8.     /* 溢出中断 */
   
9.     if(__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&g_timx_usmart_handle,TIM_IT_UPDATE)==SET)
   
10.     {
    
11.          usmart_dev.scan();                                 /* 执行usmart扫描 */
    
12.          __HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_usmart_handle, 0);   /* 清空定时器的CNT */
    
13.          __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&g_timx_usmart_handle, 100); /* 恢复原来的设置 */
    
14.     }
    
15.    
    
16.    __HAL_TIM_CLEAR_IT(&g_timx_usmart_handle, TIM_IT_UPDATE);  /* 清除中断标志位 */
    
17. }

复制代码

以上就是移植USMART组件时需要实现的五个函数，至此USMART组件的移植也就基本完成了，接下来便可在usart_config.c文件中的usmart_nametab数组中添加需要调试的函数。

26.2.2 实验应用代码

本章实验的应用代码，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   LED状态设置
   
3. *@param   无
   
4. *@retval  无
   
5. */
   
6. void led_set(uint8_t sta)
   
7. {
   
8.    LED1(sta);
   
9. }
   
10. /**
    
11. *@brief   测试函数参数调用
    
12. *@param   无
    
13. *@retval  无
    
14. */
    
15. void test_fun(void (*ledset)(uint8_t), uint8_t sta)
    
16. {
    
17.    ledset(sta);
    
18. }
    
19. int main(void)
    
20. {
    
21.    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    
22.    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 配置时钟，72MHz */
    
23.    delay_init(72);                     /* 初始化延时 */
    
24.    usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
    
25.    usmart_dev.init(72);                /* 初始化USMART */
    
26.    led_init();                         /* 初始化LED */
    
27.    lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    
28.    
    
29.    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
30.    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "USMARTTEST", RED);
    
31.    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
32.    
    
33.     while (1)
    
34.     {
    
35.          LED0_TOGGLE();
    
36.          delay_ms(500);
    
37.     }
    
38. }

复制代码

从上面的代码中可以看出，main()函数中初始化了USMART组件，并且另外定义了两个函数，分别为：函数led_set()和函数test_fun()，这两个函数都被添加到了usmart_config.c文件的usmart_nametab数组中，用于测试USMART组件，同时也添加了LCD操作和延时等函数，读者也可以添加自行编写的函数进行测试和调试。

26.3 下载验证

在完成编译和烧录操作后，便可通过串口调试助手“体验”USMART组件，例如通过串口调试助手发送“led_set(0)\r\n”或“led_set(1)\r\n”，即可看到板载的LED1亮起或熄灭，也可使用同样的方式调用LCD的操作函数操作LCD进行显示。