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HNU 电子实训 BSP 模块应用训练笔记

Wed, 24 Aug 2022 00:00:00 +0000

题目与BSP版权属于学校，代码请见 https://git.cyp0633.com/cyp0633/eecs-bsp-test-code-2，遵循GPLv3协议。

1. 串口1收发

计算机上利用串口助手，设置串口参数：“2400，8，N，1”（即：波特率2400bps，8个数据位。无奇偶校验位，一个停止位），顺序发送10字节的HEX数据到STC-B板，STC-B板将接收到的10字节数据再以倒序方式经串口1发送回计算机。

引入串口1使用的头文件 uart1.h，初始化传递波特率2400作为参数。然后设定接收条件，接收缓冲区指向一个空的大小为10的字符数组，匹配字符串指向一个空指针，设置字符串长度为0，字符串长度为0。并设置回调函数，当读取到符合上述条件的串口1数据包时，调用 sendBack 函数。

void sendBack()
{
    char temp;
    int i;
    for(i=0;i<5;i++)
    {
        temp=buffer[i];
        buffer[i]=buffer[9-i];
        buffer[9-i]=temp;
    }
    Uart1Print(buffer,10);
}

大致就是将 buffer 中的字符串首尾调换，然后通过串口1重新发回。

2. 串口2通信

两块STC-B板1和2通过串口2连接（485接口上：A、B、GND，或EXT上：P1.0（RXD）、P1.1（TXD）、GND），设置串口2参数：“1200，8，N，1”。STC板1往STC板2发送5字节数据，STC板2接收数据，计算它们的累加和，并将累加和的低8位通过LED灯显示，验证结果是否正确？（STC-B板1需多换几组数据验证）。

发送端

使用 Uart2Init 函数初始化串口2，设定RS485，波特率1200，设置每1s调用回调函数 sendData。

在 sendData 中，通过一个countdown全局变量设定每10s发送一次buffer中的内容（1、3、5、7、9），并将里面的每个数递增1（溢出时设为0x1）。

接收端

初始化串口2，波特率1200，初始化屏幕，并设置串口2接收缓冲区和回调函数，类似于题1。

在回调函数中使用一个for循环计算累加和，并将其与0xff的计算结果传入 LedPrint 显示在LED上。

3. 红外无线通信

与第2题的操作一致，仅两块STC-B板通信方式选用IR红外无线连接（而不是串口2）。注意：同一房间内，同时开启红外通信可能会互相干扰。

发送端

头文件引入红外，使用 IrInit 初始化红外为NEC格式，每1s设置调用回调函数。

回调函数内容与题2发送端类似，但考虑到红外特性将发送延迟设置为3s。

接收端

使用 IrInit 初始化红外为NEC格式，使用 SetIrRxd 指定缓冲区，然后设置收到数据包的回调函数。

在回调函数中行为类似于题2的接收端。

4. 实时时钟

初始化DS1302实时时钟芯片，并将其 “时分秒” 信息以 “时时—分分—秒秒” 格式显示在数码管上。然后验证 “STC-B学习板” 上的实时时钟在断电后，其时钟靠板上的纽扣电池仍能正常走时。

struct_DS1302_RTC time, temp;
unsigned char display[8];

void changeClock()
{
    temp = RTC_Read();
    display[0] = temp.second & 0x0f;
    display[1] = (temp.second>> 4) & 0x0f;
    display[2] = temp.minute & 0x0f;
    display[3] = (temp.minute>> 4) & 0x0f;
    display[4] = temp.hour & 0x0f;
    display[5] = (temp.hour>> 4) & 0x0f;
    display[6] = temp.day & 0x0f;
    display[7] = (temp.day>> 4) & 0x0f;
    Seg7Print(display[7], display[6], display[5], display[4], display[3], display[2], display[1], display[0]);
}

void main()
{
    time.year = 0x22;
    time.day = 0x22;
    time.month = 0x8;
    time.hour = 0x15;
    time.minute = 0x33;
    time.second = 0x22;
    DS1302Init(time);
    DisplayerInit();
    SetDisplayerArea(0, 7);
    LedPrint(0);
    SetEventCallBack(enumEventSys10mS, changeClock);
    MySTC_Init();
    while (1)
    {
        MySTC_OS();
    }
}

5. 非易失存储

数据可以在掉电情况下保留在非易失存储器（M24C02或DS1302）中的某个单元上。设计一段小程序：上电后，读取出非易失存储内某个单元数据，并将其值显示在LED灯上，再将这个数据 + 1后写回这个单元。分析这样的程序，如果拔插 “STC—B学习板” 电源（或按板上 “RST” 复位按键），会出现什么现象？（说明：DS1302需要靠纽扣电池才能在掉电时保存数据）

初始化NVM后使用 NVM_Read 读取0x05处的值作为初始值，并显示在LED上。如果值为0xf，则重置为0，否则将值自增1后写回0x05。这样的步骤在每次重置后都会进行，就实现了自增的效果。

6. 收音机

初始化启用FM_radio模块。收音机参数设定为91.8MHz，音量6。PHONE接口上插上耳机验证是否正确收到电台？

初始化一个 struct_FMRadio 结构体，设置频率918，音量6，三个GP都为0，然后传递给 FMRadioInit 函数。

7. 音乐播放器

用Music模块提供的API实现播放一段音乐。

使用 SetMusic 指定节拍、音调、乐谱数据、乐谱大小（用 sizeof 得到）以及显示方式，然后使用 SetPlayerMode 开始播放。

代码存放于 https://git.cyp0633.com/cyp0633/eecs-bsp-test-code/src/branch/master/music2。

8. 温度值计算

10位精度采集热敏电阻ADC值，编写程序（查表、或线性插值方法等）换算出正确温度值，并在数码管显示出来。热敏电阻参数10K/3950，（具体见 “案例测试” 中提供的参考资料。可设有效换算温度范围 - 5°C～+85°C）。

从其他示例程序找到了一个8位采样值到温度的的换算表：

int code tempdata[] = {239, 197, 175, 160, 150, 142, 135, 129, 124, 120, 116, 113, 109, 107, 104, 101,
                       99, 97, 95, 93, 91, 90, 88, 86, 85, 84, 82, 81, 80, 78, 77, 76,
                       75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 67, 66, 65, 64, 63, 63, 62,
                       61, 61, 60, 59, 58, 58, 57, 57, 56, 55, 55, 54, 54, 53, 52, 52,
                       51, 51, 50, 50, 49, 49, 48, 48, 47, 47, 46, 46, 45, 45, 44, 44,
                       43, 43, 42, 42, 41, 41, 41, 40, 40, 39, 39, 38, 38, 38, 37, 37,
                       36, 36, 36, 35, 35, 34, 34, 34, 33, 33, 32, 32, 32, 31, 31, 31,
                       30, 30, 29, 29, 29, 28, 28, 28, 27, 27, 27, 26, 26, 26, 25, 25,
                       24, 24, 24, 23, 23, 23, 22, 22, 22, 21, 21, 21, 20, 20, 20, 19,
                       19, 19, 18, 18, 18, 17, 17, 16, 16, 16, 15, 15, 15, 14, 14, 14,
                       13, 13, 13, 12, 12, 12, 11, 11, 11, 10, 10, 9, 9, 9, 8, 8, 8, 7,
                       7, 7, 6, 6, 5, 5, 54, 4, 3, 3, 3, 2, 2, 1, 1, 1, 0, 0, -1, -1, -1,
                       -2, -2, -3, -3, -4, -4, -5, -5, -6, -6, -7, -7, -8, -8, -9, -9,
                       -10, -10, -11, -11, -12, -13, -13, -14, -14, -15, -16, -16, -17,
                       -18, -19, -19, -20, -21, -22, -23, -24, -25, -26, -27, -28, -29,
                       -30, -32, -33, -35, -36, -38, -40, -43, -46, -50, -55, -63, 361};

使用 ADCexpEXT 初始化ADC，并初始化屏幕。每10ms回调calcTemp函数。

在calcTemp中，将10位取样右移2位变为8位，计算100次取样的累加和，并取平均值。将换算表中平均采样值的对应值显示在数码管上。

9. 扩展模板

外设模块中超声波、编码器、电子尺… 选取一个，能在数码管上显示相应物理量数值。

引入扩展模块头文件，使用 EXTInit 初始化超声波模块，初始化屏幕，设置10ms回调 showDist 函数。

使用 GetUltraSonic 获得超声波传感器的读数，将每位分出来显示在数码管上。

10. 直流电机

设计简单程序段，用两组参数（“50% 速度、正转”，和 “30% 速度、反转”）分别设置直流电机，并接上直流电机观察不同参数时电机转动情况。

设一个状态变量，按Key 1后更改其值，并输出另一种PWM信号。正转50% 使用 SetPWM(0, 0, 50, 500);，反转30% 使用 SetPWM(50, 300, 0, 0);。

我的 STC 单片机开发工作流

Wed, 29 Jun 2022 00:00:00 +0000

本文主要用作记录开发过程中使用的不同工具。主要也是课程导向的，所以可能并不会使用实际上更好的方法。设备是STC15F2P60S2。

添加设备库

先安装 Arm Keil uVision 5。由于课程需要，使用Keil的开发工具链，主要是懒得去学SDCC的语法差异，也懒得移植学校给的BSP库。

使用十分复古的STC-ISP来添加设备库。直接点击 “添加型号和头文件……” 即可。

创建项目

需要首先新建项目目录、一个C文件（空不空都行），以及所需的头文件和库文件（.lib），文件都放在项目文件夹中。这里我将C文件和库文件放到 source/ 目录，将头文件放到 inc/ 目录。

在uVision主界面顶部点击Project - New uVision Project来创建一个项目文件。由于Keil松散的文件管理，这个文件并不必须与源代码同目录同名，但为了遵循其他IDE的惯例，最好还是保持相同。

选择设备时可以在下拉栏里找到STC MCU database，然后选择你的STC芯片。

之后询问的STARTUP.A51没必要复制进来。

然后找到左边项目浏览器中的Target，如果没有下属Group就先创建一个，有了之后直接双击它，打开添加文件界面。将你的库文件和C代码添加进来。如果在这里添加头文件，要指定好目录，但如果是某种库的话可以留到后面添加，所以这里只添加了两个文件。

正常情况下C文件包含的头文件是会自动显示在C源代码下属的，就像上图这样。但是刚添加进文件的时候是没有的。

之后找到顶部Project菜单，选择Options for Target xxx，点击C51，找到Include Paths，在这里添加额外的包含目录。我的库文件在项目文件夹 inc/ 目录，故添加完成如图。

编写与构建项目

Keil本身是一个完善的IDE，那么对于写代码，我们自然是…… 用VS Code！

只是为了自动识别Keil的项目，需要再装一个插件。该插件的信息如下。

text

名称: Keil AssistantID: cl.keil-assistant 说明: An assistant for Keil uVision 版本: 1.7.0 发布者: CLVS Marketplace 链接: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=CL.keil-assistant

在插件设置中指定Keil工具链UV4.exe的路径，就可以用VS Code打开工作区的同时自动识别Keil项目了。

VS Code自带的C language server能够完美地契合我们的需求，体验比Keil高到不知哪里去了。将鼠标移至特定Target上，甚至可以直接构建项目。

如果没有hex文件输出，可以修改uvproj文件中的一行，在tag之间加一个1，如下。或者在前面Target Options页面里找到Output，选上Create HEX file。

xml

`1`	`<CreateHexFile>1</CreateHexFile>`

区分多种编译选项

有时由于方便调试的原因，我们需要添加调试输出，如RS485难以调试，则在开发时也输出到USB串口；同时我们也不希望最终使用时带有这种调试信息，那么在C语言中常用 #define 语句来区分：

    Uart2Print(buf2, 8);
#ifdef DEBUG
    Uart1Print(buf2, 8);
#endif

可以使用多build target的方式，对每个target设定不同的define选项。从刚刚找到的Options for Target右边，点击File Extensions, … 按钮，然后新建一个target，并选择其为当前target。然后打开之前P3提到过的C51选项，在define里设置想提前声明的内容即可。

刷写项目

这里仍然不使用STC-ISP，而使用开源的stcgal。

grigorig/stcgal

命令很简单，一般来说只需要一把梭：

bash

`1`	`stcgal some-program.hex -p COMx`

由于程序似乎是为Linux设计的，在Windows下必须指定COM号。一般这个号和特定USB接口有对应关系，用STC-ISP看一下就行了。

这样我们可以将工作流与vscode深度融合，直接在其终端中操作，编辑、构建、刷写一体化，此时基本不需要Keil。