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[导读]硬件设计完成,下面就要进行软件开发了,本篇主要介绍串口模块、按键模块的初始化及功能测试。

文 | 嵌Sir

硬件设计完成,下面就要进行软件开发了,本篇主要介绍串口模块、按键模块的初始化及功能测试。
程序开发前我习惯查看原理图把所有外设对应的管脚全部列出来,方便后续开发时查看。

01

串口模块

串口管脚配置如下:

查看芯片规格书可知 PA9和PA10的默认功能为串口1,PD8和PD9需要重定义为串口3使用。
管脚定义:

 #define UART1_TXD_GPIO_PORT GPIOA #define UART1_TXD_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA #define UART1_TXD_GPIO_PIN GPIO_Pin_9 #define UART1_TXD_GPIO_MODE GPIO_Mode_AF_PP  #define UART1_RXD_GPIO_PORT GPIOA #define UART1_RXD_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA #define UART1_RXD_GPIO_PIN GPIO_Pin_10 #define UART1_RXD_GPIO_MODE GPIO_Mode_IN_FLOATING #define UART3_TXD_GPIO_PORT GPIOD#define UART3_TXD_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD#define UART3_TXD_GPIO_PIN GPIO_Pin_8#define UART3_TXD_GPIO_MODE GPIO_Mode_AF_PP #define UART3_RXD_GPIO_PORT GPIOD#define UART3_RXD_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD#define UART3_RXD_GPIO_PIN GPIO_Pin_9#define UART3_RXD_GPIO_MODE GPIO_Mode_IPU 

本文使用中断方式接收和发送,串口和串口中断初始化代码如下:

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //UART1 管脚配置:时钟、模式 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = UART1_RXD_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = UART1_RXD_GPIO_MODE; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_Init(UART1_RXD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = UART1_TXD_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = UART1_TXD_GPIO_MODE; GPIO_Init(UART1_TXD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //配置nvic向量表NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /* Enable the USARTy Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  /* Enable USART1 Receive and Transmit interrupts */USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE); //一开始就是要关闭 /* Enable USART */USART_Cmd(USART1, ENABLE);  gb_needDealUart1Data = 0;uart1DelayTimer = 0; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_USART3, ENABLE);//UART3 管脚配置:时钟、模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = UART3_RXD_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = UART3_RXD_GPIO_MODE; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_Init(UART3_RXD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = UART3_TXD_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = UART3_TXD_GPIO_MODE; GPIO_Init(UART3_TXD_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);   //配置nvic向量表NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /* Enable the USARTy Interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  /* Enable USART3 Receive and Transmit interrupts */USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);USART_ITConfig(USART3, USART_IT_TXE, DISABLE); //一开始就是要关闭 /* Enable USART */USART_Cmd(USART3, ENABLE);  gb_needDealUart3Data = 0; 

初始化的时候别忘记串口3的remap。

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_USART3, ENABLE);

串口收发中断处理,以串口3为例:

void USART3_IRQHandler(void){ u8 d;  if (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_RXNE)) { /* Read one byte from the receive data register */ d = USART_ReceiveData(USART3); uart3infifo_DataIn(d);  uart3DelayTimer = UART3_DATA_DELAY; gb_needDealUart3Data = 0; } else if (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TXE)) {  if (uart3outfifo_count > 0) { /* Write one b yte to the transmit data register */ USART_SendData(USART3, uart3outfifo_DataOut()); //顺便清除flag_TXE }  else { /* Disable the USARTy Transmit interrupt */ USART_ITConfig(USART3, USART_IT_TXE, DISABLE); //实际上,发送为空的标志还在,只是关闭中断 }  }} 

串口中断中收到数据先进FIFO,等一个数据包接收完后进入处理。需要发送数据,把数据填入fifo,中断里自动发送。我一般都是采用这种中断加fifo的收发方式。中断就像是后台操作一样,在主程序的流程中,不用刻意去关注中断方式发送了没有,何时接收等,而查询方式是在主程序流程中不断查看是否接收到了数据,一般用while不断循环查看。中断方式可以更高效利用CPU ,节省CPU的时间,查询就会增加CPU负担。

02

按键模块

查看原理图,矩阵按键管脚如下:

矩阵键盘管脚定义及初始化:

#define ROW0_GPIO_PORT GPIOE#define ROW0_GPIO_PIN GPIO_Pin_8#define ROW0_GPIO_MODE GPIO_Mode_IPU #define ROW1_GPIO_PORT GPIOE#define ROW1_GPIO_PIN GPIO_Pin_9#define ROW1_GPIO_MODE GPIO_Mode_IPU  #define COL0_GPIO_PORT GPIOE#define COL0_GPIO_PIN GPIO_Pin_10#define COL0_GPIO_MODE GPIO_Mode_Out_PP #define COL1_GPIO_PORT GPIOE#define COL1_GPIO_PIN GPIO_Pin_11#define COL1_GPIO_MODE GPIO_Mode_Out_PP #define SetRow0() GPIO_SetBits(ROW0_GPIO_PORT, ROW0_GPIO_PIN)#define ResetRow0() GPIO_ResetBits(ROW0_GPIO_PORT, ROW0_GPIO_PIN)#define ReadRow0() GPIO_ReadInputDataBit(ROW0_GPIO_PORT,ROW0_GPIO_PIN) #define SetRow1() GPIO_SetBits(ROW1_GPIO_PORT, ROW1_GPIO_PIN)#define ResetRow1() GPIO_ResetBits(ROW1_GPIO_PORT, ROW1_GPIO_PIN)#define ReadRow1() GPIO_ReadInputDataBit(ROW1_GPIO_PORT,ROW1_GPIO_PIN) #define SetCOL0() GPIO_SetBits(COL0_GPIO_PORT, COL0_GPIO_PIN)#define ResetCOL0() GPIO_ResetBits(COL0_GPIO_PORT, COL0_GPIO_PIN)#define ReadCOL0() GPIO_ReadInputDataBit(COL0_GPIO_PORT,COL0_GPIO_PIN) #define SetCOL1() GPIO_SetBits(COL1_GPIO_PORT, COL1_GPIO_PIN)#define ResetCOL1() GPIO_ResetBits(COL1_GPIO_PORT, COL1_GPIO_PIN)#define ReadCOL1() GPIO_ReadInputDataBit(COL1_GPIO_PORT,COL1_GPIO_PIN) 
void keyboard_Init(void){  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ROW0_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = ROW0_GPIO_MODE;  GPIO_Init(ROW0_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ROW1_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = ROW1_GPIO_MODE;  GPIO_Init(ROW1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COL0_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = COL0_GPIO_MODE;  GPIO_Init(COL0_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); SetCol(0);  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COL1_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = COL1_GPIO_MODE;  GPIO_Init(COL1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); SetCol(1);} 

矩阵键盘键值读取:

u8 keyboard_GetCurrentKey( void){ u8 kbVal; u8 rowIndex; u8 colIndex;  kbVal = KEY_noKey;  for(colIndex = 0; colIndex < COL_NUM; colIndex ++)//按列查询 {  ClrCol(colIndex);//列线置低 for (rowIndex=0; rowIndex < ROW_NUM; rowIndex ++)//按行扫描 { if (!RowVal(rowIndex))//读当前行电平 { kbVal = KEY_VAL[rowIndex][colIndex];//有值返回,并跳出循环 break; } } SetCol(colIndex);//列线置高 if (kbVal != KEY_noKey) { break; } } return(kbVal);} 


可以在主函数中轮询键值进行处理,也可以在定时器中断中轮询键值。在中断中的不要写耗时操作或者加延时。在定时中断轮询键值一般也是配合fifo使用。代码如下:

//2ms定时器void TIM5_IRQHandler(void){ if (TIM_GetFlagStatus(TIM5, TIM_IT_Update)) { TIM_ClearFlag(TIM5, TIM_IT_Update); ScanKeyDown();//处理按键中断 }}
void ScanKeyDown(void){ g_keyPara.currentLcdKey = keyboard_GetCurrentKey(); //读取键值 g_keyPara.keyFlag <<= 1; if(g_keyPara.currentLcdKey != KEY_noKey) { g_keyPara.keyFlag ++; }  if (!g_keyPara.longLcdKeyFlag)//长按和短按处理 和短按的去抖处理 { if (g_keyPara.currentLcdKey == KEY_noKey) { if ((g_keyPara.shortLcdKeyTimer == 0)&&g_keyPara.shortLcdKey != 0) {  fifo_DataIn(KB_FIFO,g_keyPara.shortLcdKey); //键值进fifo队列等待处理 } g_keyPara.enterLongLcdKeyTimer = ENTER_LONG_KEY_TIME; g_keyPara.shortLcdKeyTimer = SHORT_KEY_TIME; } else { if (g_keyPara.shortLcdKeyTimer > 0) { g_keyPara.shortLcdKeyTimer --; if (g_keyPara.shortLcdKeyTimer == 0) { g_keyPara.shortLcdKey = g_keyPara.currentLcdKey; } }  if(g_keyPara.enterLongLcdKeyTimer > 0) { g_keyPara.enterLongLcdKeyTimer --; if (g_keyPara.enterLongLcdKeyTimer == 0) { g_keyPara.longLcdKeyIntervalTimer = LONG_KEY_INTERVAL_TIME; g_keyPara.longLcdKeyFlag = 1; g_keyPara.longLcdKey = g_keyPara.currentLcdKey;   fifo_DataIn(KB_FIFO,g_keyPara.longLcdKey+0x20);//键值进fifo队列等待处理 } } } } else { if (g_keyPara.currentLcdKey == g_keyPara.longLcdKey) { if (g_keyPara.longLcdKeyIntervalTimer > 0) { g_keyPara.longLcdKeyIntervalTimer --; if (g_keyPara.longLcdKeyIntervalTimer == 0) { fifo_DataIn(KB_FIFO,g_keyPara.longLcdKey+0x20); //键值进fifo队列等待处理  } } } else { g_keyPara.longLcdKeyFlag = 0; g_keyPara.longLcdKey = KEY_noKey; g_keyPara.shortLcdKey = KEY_noKey; g_keyPara.shortLcdKeyTimer = SHORT_KEY_TIME; g_keyPara.enterLongLcdKeyTimer = ENTER_LONG_KEY_TIME; g_keyPara.longLcdKeyIntervalTimer = LONG_KEY_INTERVAL_TIME; } }}

/ The End /

本文主要介绍了串口模块和矩阵键盘模块的管脚配置和初始化,并简要介绍了各模块的中断使用方法。如有疑问,欢迎留言讨论。

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