13CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

本文例子参考《STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库》

源代码：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

项目要求

单片机将由串口收到的1字节数据存入Flash ROM的指定地址；按下按钮BTN，单片机将存储在Flash ROM指定地址的字节数据通过串口发送。串口通信参数：波特率为19200bit/s，无校验。

硬件设计

  1. 在第一节的基础上，在Proteus中添加电路如下图所示。其中我们添加了：串口组件COMPIM，用于连接计算机虚拟串口；


    调试过程也可以添加一个虚拟仪器VIRTUAL TERMINAL，用来查看单片机收到的串口数据，具体参考第11节

    由于要实现串口通信，我们要将其波特率、字长、校验方式、停止位等都设置一下，具体参数如下图所示

    COMPIM设置

  2. Flash ROM简介：STM32单片机Flash ROM（程序存储器）的作用是存放用户编写的单片机程序（机器码），但是其除了用来存放单片机的程序外，也可以用来存储一些既可以修改又能断电保存的数据，如设备或模块的设定参数。但是在实际中，由于STM32单片机的Flash ROM擦除次数有限，因此不建议在Flash ROM擦写，可以通过外扩(E^2 PROM)、FRAM、存储卡等方式实现保护产品设定参数的目的。不过为了熟悉Flash ROM操作，本节我们使用Flash ROM来存储数据。

    1）STM32F103R6单片机具有32KB的FlashROM，地址为0x0800 0000 ~ 0x0800 7FFF，每KB为一页，共32页。

    2）Flash ROM数据写入步骤：Flash ROM解锁 → 擦除扇区 → 向指定地址写入数据 → Flash ROM锁定。

    3）Flash ROM数据读取没有繁琐的步骤，直接读取即可。

  3. 打开CubeMX，建立工程。

    首先，设置PA5为GPIO_Input。

    然后，点击“Connectivity”列表中的“USART”进行串口配置。将Mode设置为Asynchronous（异步），波特率设为19200Bits/s，字长设为8Bits，校验设为None，停止位设为1，数据传送设为Receive and Transmit（接收与发送）。设置完成后，会看到右侧的PA9和PA10引脚被自动设置为USART1_TX和USART1_RX，即USART1的发送端和接收端。


    随后，再点击“NVIC Settings”，选中USART global interrupt，使能Enabled串口1的中断功能。

  4. 点击“Generator Code”生成Keil工程。

软件编写

  1. 本次我们需要实现串口助手发送单字节数据，单片机收到数据后存入Flash ROM，按键按下后将存储的数据通过串口发回串口助手，需要用到Flash ROM相关函数其API文档如下：

    HAL_FLASH_Unlock 解锁Flash ROM函数

    HAL_FLASH_Lock 锁定Flash ROM函数

    HAL_FLASHEx_Erase 擦除Flash ROM指定部分函数

    HAL_FLASH_Program 将数据写入Flash ROM函数

    其中，TypeErase形参有以下2个宏定义

    TypeProgram有以下3个宏定义

  2. 点击“Open Project”在Keil中打开工程，双击“main.c”文件。

  3. 首先我们需要在main.c文件中的最前面设置全局变量、声明自定义函数。

    /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PM */
    #define _FLASH_ADD 0x08006400  //写入Flash ROM首地址（Page 25）
    /* USER CODE END PM */
    /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN PV */
    uint8_t rf = 0;		//自定义串口接收完毕标志
    uint8_t RcvBuf[1];		//接收缓冲
    uint8_t SndBuf[1];		//发送缓冲
    /* USER CODE END PV */
    /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
    void SystemClock_Config(void);
    /* USER CODE BEGIN PFP */
    void FlashErase(uint32_t Add);		//声明自定义Flash ROM擦除函数
    void FlashWrite(uint32_t Add, uint16_t Dat);		//声明自定义Flash ROM写函数
    uint16_t FlashRead(uint32_t Add);		//声明自定义Flash ROM读函数
    /* USER CODE END PFP */

    然后，在main函数中中插入代码如下，定义中间变量，打开串口1接收中断

    /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint16_t flash_wdat;  //写入Flash数据存储变量
    /* USER CODE END 1 */

    /* USER CODE BEGIN 2 */
    //打开串口1接收中断，接收数据存入RcvBuf数组，数组长度为1
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,RcvBuf,1);
    /* USER CODE END 2 */

    随后，在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */中插入接收完毕回调函数、自定义的Flash页擦除函数、Flash写函数、Flash读函数代码如下

    /* USER CODE BEGIN 4 */
    //串口接收完毕回调函数
    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    {
      if(huart==&huart1)		//如果串口1接收完毕
      {
        rf = 1;		//标志位置1
      }
    }
    /*Flash页擦除
    *-Add表示待擦除页的首地址
    *-Flash必须整页擦除，也就是整页的每个地址单元内容都为FFH才能写入新数据
    */
    void FlashErase(uint32_t Add)
    {
      uint32_t page_error = 0;  	//错误指针
      FLASH_EraseInitTypeDef erase_initstruct = 
      {
        .TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES,		//擦除方式为页擦除
        .NbPages = 1,		//页数量为1页
        .PageAddress = Add		//擦除页起始地址
      };
      HAL_FLASH_Unlock();		//解锁Flash ROM
      HAL_FLASHEx_Erase(&erase_initstruct, &page_error);		//擦除
      HAL_FLASH_Lock();		//锁定Flash ROM
    }
    /*Flash写函数
    *-写入一个Half Word（16位）型数据
    *-Add表示Flash ROM地址
    *-Dat表示写入数据（16位）
    *-注意：写入时，高字节在高地址
    */
    void FlashWrite(uint32_t Add, uint16_t Dat)
    {
      HAL_FLASH_Unlock();
      HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_HALFWORD, Add, Dat);		//将数据写入Flash
      HAL_FLASH_Lock();
    }
    /*Flash读函数
    *-返回一个Half Word（16位）型数据
    *-Add表示Flash ROM地址
    */
    uint16_t FlashRead(uint32_t Add)
    {
      uint16_t dat;
      dat = *(uint16_t *)Add;
      return dat;
    }
    /* USER CODE END 4 */

    最后，在while(1)中插入代码如下，进行Flash和串口相关操作

    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
      if(rf == 1)		//串口接收完毕
      {
        rf = 0;		//标志位清0
        flash_wdat = RcvBuf[0];		//将接收到的数据存入写Flash变量中
        FlashErase(_FLASH_ADD);		//擦除指定部分
        FlashWrite(_FLASH_ADD, flash_wdat);		//写入Flash
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, RcvBuf, 1);		//每次接收前都需要调用一次
      }
      if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)		
      {
        HAL_Delay(25);		//消抖
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)		//如果按键按下
        {
          SndBuf[0] = (uint8_t)FlashRead(_FLASH_ADD);		//读Flash中值并存入发送缓冲
          HAL_UART_Transmit(&huart1, SndBuf, 1, 10);		//由串口1发送缓冲中的值
          while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);		//等待按键松开
        }
      }
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    }
    /* USER CODE END 3 */

联合调试

  1. 点击运行，生成HEX文件。

  2. 在Proteus中加载相应HEX文件，点击运行。

  3. 打开串口调试助手“XCOM”，选择COM4，设置相应的波特率、停止位、数据位、奇偶校验等，勾选“16进制显示”和“16进制发送”，点击“打开串口”。在发送框输入“00”，点击“发送”。在Proteus中我们可以看到“VIRTUAL TERMINAL”接收到数据“00”。按下按键，同时再观察串口调试助手“XCOM”，可以看到接收窗口收到数据“00”。同理，发送“AA”和“BB”也能得到相应的结果。

以上是 13CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/520511.html

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