基于ARM CORTEX M3的串行数据处理编程.doc

微机原理课程设计题目：基于ARM CORTEX M3的串行数据处理编程1:说明：1.工程描述：串口1接收到的1组严格按以下格式的数据，7个字节，格式为：FA LED1 LED2 LED3 LED4 校验和 FE其中LED1到LED4的取值为0或1若LEDN为1，将灯N点亮，否则灯N熄灭2：要求：1）.在串口中断服务程序void USART1_IRQHandler(void)中用C语言编写代码接收数据到缓冲区（若干个字节的数组）2）不允许在中断服务程序中判断校验和是否正确，不允许在中断服务程序中点亮和熄灭灯，校验和点亮和熄灭灯的操作应该在主程序中执行。3）.要求每接收到一组数据都能进行处理，当未接收完一组数据的时候不应去对数据进行处理4) 要求对硬件的操作采用寄存器编程方式,不使用库函数3.课程设计报告要求：1）包括主程序和中断服务程序的源代码,每行代码加注释2) 画出程序执行的流程分析图3) 格式要求如下: 1.课程设计题目分析 2.资料查找和学习过程 3.代码和分析 4.代码流程图 5.心得2:参考资料:2.1原理图2.1.1 MCU及其周围电路设计如图2.1.1为MCU及其周边电路。8.低速晶振电路1.唤醒电路7.AD输入2.复位电路3.启动配置4.高速晶振电路5.AD参考电路6.后备电池6.备用电源5.参考电压图2.1.1 MCU及其周边电路2.1.2 USB转串口电路设计 USB转串口电路可以方便没有串口的笔记本电脑用户通过USB接口下载代码到FLASH中，及进行RS232串行通信。图2.1.2 USB转串口接口电路USB转串口芯片是CP2102,该芯片稳定性较好。当其正常工作的时候，灯LED6亮。该芯片DP/D+引脚连MINI USB接口的脚3，DM/D-引脚连MINI USB接口的脚2，为一对USB输入输出线。TXD与RXD引脚接MCU的PA10(USART1_RX)和PA9(USART1_TX)。2.1.3 按键、LED显示电路和其他接口按键、LED和蜂鸣器是常规的设备，除了RESET和WAKEUP按键外，开发板上还提供了2个按键,具有4个高有效的指示灯和蜂鸣器，电路如下图2.1.8所示。图2.1.3 指示灯、按键、蜂鸣器电路2.2相关资料2.2.1 STM32F103VET6( CORTEX M3内核的MCU)概况表项目解读内核ARM 32-bit Cortex-M3 CPU 核最高频率72 MHz处理能力1.25 DMIPS/MHz平均每个时钟执行1.25条指令，这是比较高的处理能力。FLASH512K字节 Flash存储器SRAM64K字节 SRAM电源和I/O输入范围2.0 到 3.6V 模数转换器ADC3个12位ADC,16通道数模转换器DAC2个12位DAC,2通道GPIO80个，可忍受5V的高压调试串口调试 (SWD) 和 JTAG 接口定时器8个，TM1-TM8通信接口13个， 5个串口，2个I2C,3个SPI, 1个CAN,1个USB，1个SDIOFSMC有2.2.2 CORTEX M3寄存器3.3.1 GPIO寄存器GPIO寄存器包括：两个32位的配置寄存器（GPIOx_CRL,GPIOx_CRH）、两个32位的数据寄存器（GPIOx_IDR,GPIOx_ODR）、一个32位的置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）、一个16位的复位寄存器（GPIOx_BRR）、一个32位的锁定寄存器（GPIOx_LCKR）。以上所有寄存器不允许按位访问或字节访问，必须按32位字访问。1.配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH) (x=A.E)STM32每个GPIO端口有两个32位配置寄存器, 如GPIOC_CRL，GPIOC_CRH为端口C的配置寄存器。 STM32一个端口有16位，也就对应芯片的16个管脚。CRL控制端口的低八位，CRH控制端口的高8位。 图3.3.1 GPIO配置寄存器CRL由图3.3.1，CRL寄存器共32位，4位1组，每组控制1个引脚的配置（输入输出模式）。例如，假设这个计算器是GPIOC-CRL，位31-28共4位，那么这4位控制了GPIOC的7脚的输入输出模式。假设要配置GPIO的IO口y,那么需要写CNFy1:0和MODEy1:0。MODE1:0配置输入输出模式，输出的速率：00：输入模式(复位后的状态) 01：输出模式，最大速度10MHz 10：输出模式，最大速度2MHz 11：输出模式，最大速度50MHz CNF1:0取值及含义根据配置为输入和输出有不同： 输入模式下：00：模拟输入模式 01：浮空输入模式(复位后的状态) 10：上拉/下拉输入模式 11：保留 输出模式下00：通用推挽输出模式 01：通用开漏输出模式 10：复用功能推挽输出模式 11：复用功能开漏输出模式 CRH寄存器除了控制的是高8位端口外，其结构和含义都与CRL完全相同。如果IO口是0-7号的话，则写CRL寄存器，如果IO口是8-15号的话，则写CR寄存器。例如，要设置GIPOD的4位端口为最高50M频率的推挽输出，15位端口位上拉下拉输入模式，应该设置如下：GPIOD-CRL的CNF41:0为00，GPIOD-CRL的MODE41:0为11。GPIOD-CRH的CNF71:0为10，GPIOD-CRH的MODE71:0为00。因此，编程如下：GPIOD-CRL&=0XFFF0FFFF; /清掉对位4的配置GPIOD-CRL|=0X00030000; /写位4的位置为0011GPIOD-CRH&=0X0FFFFFFF; /清掉对位15的配置GPIOD-CRH|=0X8000000; /写位15的配置为1000为什么要写的这么麻烦呢，就是因为只能32位操作，不能进行位操作的原因！如果是对整个PD口进行配置，才可以直接赋值。2. 端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)和 端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) GPIOx_IDR是只读，作输入数据寄存器，这个寄存器是32位的，并且只能是按16位进行编程操作。图3.3.2 数据输入寄存器IDRDRy31:16：保留，读出始终是0. DRy15:0：端口输入数据(y = 015) 这些位为只读并只能以字(16位)的形式读出。读出的值为对应I/O口的状态(0或1)。 GPIOx_ODR是可读可写的，作输入数据寄存器，这个寄存器是32位的，并且只能是按16位进行编程操作。图3.3.3 数据输出寄存器ODRODRy31:16：保留。 ODRy15:0：端口输出数据(y = 015) 实验证实，要读取某端口输入的数据，要设置端口为输入模式，然后通过IDR寄出去读取才是正确的。ODR反应了作为输出时，上一次写出的数据。例如，刚刚设置GIPOD的4位端口为最高50M频率的推挽输出，现在将其置1，可以编程如下：GPIOD-ODR|=1ODR|=0x10;如果写成 GPIOD-ODR=0x10有问题吗？有的，而且问题相当严重，因为不小心将GPIOD的其他端口都清0了！这可不是想要的结果。如果使GIPOD的位4端口再输出低电平，编程应该如下：GPIOD-ODR&=(1ODR&=0xEF(11101111)如果使GIPOD的位4端口输出低电平，位5端口输出高电平，编程如下： GPIOD-ODR&=(1ODR|=1BSRR=0x00100020;于是，一条语句就解决了，用示波器观察就会看到两位同时被设置。另外，如果想清除某位，而BSRR中的位清除在高16位，使用起来不是很方便，可以使用端口位清除寄存器BRR。4. 端口位清除寄存器(GPIOx_BRR) (x=A.E) 端口位清除寄存器BRR也是专为方便编程设计的，该寄存器采用16位编程。它的结构如下：图3.3.5端口位清除寄存器BRR高16位保留，设置BRR低16位的值位1，就可以清除（置0）该位。例如，将GIPOD的4位端口输出低电平，编程如下：GPIOD