14CubeMx+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

单片机每隔1s以“YYYY-MM-DD HH:MM:SS”的格式自动向串口输出日期和时间信息（“ASCII格式”），起始时间设为“2022-05-20 05:20:00”，自动走时。按下按钮BTN，时间自动恢复为起始时间。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。


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

  2. RTC简介：

    1）RTC是Real Time Clock（实时时钟）的首字母缩写形式，是一种常用的电子功能模块，有独立的RTC芯片，也有集成于单片机内的独立功能模块，常用于制作电子钟、电子表、电子万年历等计时工具。

    2）STM32单片机的RTC可以看作特殊的定时器，它可以根据输入的时钟源自动计时，此外还提供了1个“闹钟”中断源和1个“秒”中断源。

  3. 打开CubeMX，建立工程。

    首先，设置PA5为GPIO_EXTI5，点击“Categories”中的“GPIO”，将"GPIO mode"设置为External Interrupt Mode With Falling edge trigger detection，也就是下降沿触发。


    随后，点击“Timers”列表中的“RTC”进行实时时钟配置。选中“Active Clock Source”和“Active Calendar”复选框，激活时钟源和日历。在“Parameter Settings”中设置时间和日期如下图所示。其中，“Data Format”设置数据格式有2个选项：“Binary Data Format”（字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式）和“BCD Data Format”（BCD码数据格式），实际设定时间时任意选其中一个即可。


    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。


    再点击“NVIC Settings”，选中USART global interrupt和EXTI line[9:5] interrupts，使能Enabled串口1的中断功能和GPIO的外部中断。


    最后，实践中为了追求时间的精度，我们会采用外部低速晶振LSE作为RTC的时钟源，由于本次采用Proteus进行仿真，我们选择默认的LSI作为RTC的时钟源。

  4. 点击“Generator Code”生成Keil工程。

软件编写

  1. 本次我们需要实现实时时钟自动走时，并通过串口发送输出，需要用到RTC相关函数其API文档如下：

    HAL_RTC_GetTime RTC时间获取函数

    HAL_RTC_GetDate RTC日期获取函数

    HAL_RTC_SetTime RTC时间设定函数

    HAL_RTC_SetDate RTC日期设定函数

    其中，介绍两个结构体：

    时间结构体sTime有以下3个元素

    • Hours（时），数据类型为uint8_t。

    • Minutes（分），数据类型为uint8_t。

    • Seconds（秒），数据类型为uint8_t。

    日期结构体sDate有以下4个元素

    • Year（年），数据类型为uint8_t，取值范围为0-99（BIN格式）或0-0x99（BCD格式）。

    • Month（月），数据类型为uint8_t，取值范围为1-12（BIN格式）或1-0x12（BCD格式）。

    • Date（日），数据类型为uint8_t，取值范围为1-31（BIN格式）或1-0x31（BCD格式）。

    • WeekDay（星期），数据类型为uint8_t，取值范围为1-7。

    另外，Format有以下2个宏定义选项

    • RTC_FORMAT_BIN：字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式

    • RTC_FORMAT_BCD：BCD码数据格式

  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文件中的最前面引入标准输入输出头文件

    /* USER CODE BEGIN Includes */
    #include "stdio.h"
    /* USER CODE END Includes */

    在main函数中定义日期结构体和时间结构体

    /* USER CODE BEGIN 1 */
    //定义日期结构体和时间结构体
    RTC_DateTypeDef sDateStructure;
    RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
    char sYear[5];
    char sMonth[3];
    char sDate[3];
    char sHour[3];
    char sMin[3];
    char sSec[3];
    /* USER CODE END 1 */

    随后，在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */中插入外部中断回调函数，代码如下

    /* USER CODE BEGIN 4 */
    //外部中断回调函数
    void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    {
      //定义日期结构体和时间结构体
      RTC_DateTypeDef sDateStructure;
      RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
      if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)  //检测到EXTI5线产生外部中断事件
      {
        //设置日期
        sDateStructure.Year = 22;
        sDateStructure.Month = 5;
        sDateStructure.Date = 20;
        sDateStructure.WeekDay = 5;
        //十进制格式
        HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BIN);
        //设置时间
        sTimeStructure.Hours = 0x05;
        sTimeStructure.Minutes = 0x20;
        sTimeStructure.Seconds = 0;
        //BCD码格格式
        HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BCD);
        while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);  //直到按键松开
      }
    }
    /* USER CODE END 4 */

    最后，在while(1)中插入代码如下，进行RTC和串口发送相关操作

    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
      //十进制格式
      HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BIN);  //RTC时间获取函数
      //BCD码格式
      HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BCD);  //RTC日期获取函数
      //格式转换为字符串
      sprintf(sYear, "%04x", 0x2000+sDateStructure.Year);
      sprintf(sMonth, "%02x", sDateStructure.Month);
      sprintf(sDate, "%02x", sDateStructure.Date);
      sprintf(sHour, "%02d", sTimeStructure.Hours);
      sprintf(sMin, "%02d", sTimeStructure.Minutes);
      sprintf(sSec, "%02d", sTimeStructure.Seconds);
      //打印日期
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sYear, 4, 4);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMonth, 2, 2);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sDate, 2, 2);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&" ", 1, 2);
      //打印时间
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sHour, 2, 2);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMin, 2, 2);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sSec, 2, 2);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"
    ", 2, 2);
      //延时
      HAL_Delay(1000);
    /* 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。可以看到“Virtual Terminal”从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时，每秒输出一个结果，按下BTN按键，又重新从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时。

以上是 14CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/520518.html

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