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STM32与K210串口通信

1.前言

    这篇文章是为了填上一篇k210的简单PID巡线埋下的坑，k210和STM32通过串口通信，我是采用数据包的形式发送数据的，因为K210发送的数据有几种，采用数据包的形式发送比较安全。

    本文代码运行的平台是STM32F103C8T6和K210 Dock，只涉及到K210发送数据给STM32，stm32将接受到的数据显示到0.96寸OLED屏上。

2.接线部分

    STM32使用串口外设是USART1，由于只接受数据所以只用到I/O的PA10;K210的串口通信I/O可以自行定义，我使用的是靠5V口近的GPIO18。STM32上的3.3V电源和GND分别K210上的5V电源和GND连接。最后测试的时，直接用typ-c给K210供电，K210再给stm32供电。这个时候就有人会问了“为什么5V可以直接STM32供电？”因为一般的STM32F103C8T6最小系统上自带一块线性稳压器，它可以将K210的5V电源转化为3.3V给STM32芯片供电。（这只是为了方便测试，请检查你的STM32上是否有线性稳压器，若没有请单独供电）

K210 TX发送STM32F103 RX接收GPIO 18PA 105V3.3VGNDGND

3.代码部分

1.k210部分

1.调用自带的库文件

import time #延迟函数 
from machine import UART #串口库函数
from fpioa_manager import fm # GPIO重定向函数

2.将I/O18设置为UART1_TX功能并设置串口

fm.register(18, fm.fpioa.UART1_TX, force=True)
uart_A = UART(UART.UART1, 115200, 8, 0, 1, timeout=1000, read_buf_len=4096)

    在使用 uart1 前，我们需要使用 fm 来对芯片引脚进行映射和管理，将 I/O 18 设置为 uart1 的发送引脚。

    波特率设置为115200，这里注意要和STM32设置的一样。8位数据宽度，不需要奇偶校验位，1位停止位。

    timeout 为串口接收超时时间。

read_buf_len ：

串口接收缓冲，串口通过中断来接收数据，如果缓冲满了，将自动停止数据接收

3.数据发送函数

def sending_data(x,y,z):
    FH = bytearray([0x2C,0x12,x,y,z,0x5B])
    uart_A.write(FH);

    传入你所需要发送的数据x、y、z，FH = bytearray([0x2C,0x12,x,y,z,0x5B])是将你的数据存入FH这个数组中。

    uart_A.write用于使用串口发送数据，将这个数据包发送出去。

4.主函数

Cx = 0
Cy = 0
Cz = 0

while True:
    
    Cx+=1;
    Cy+=1;
    Cz+=1;
    sending_data(Cx,Cy,Cz)
    print("Cx:",Cx,"Cy",Cy,"Cz:",Cz)
    time.sleep_ms(1000)

    该例子是让Cx、Cy、Cz每一秒自加一并发送给STM32。

4.程序现象

     程序运行后，串行终端每一秒打印一次


     用一个CH340模块连接电脑读取一下串口数据。        


    电脑可以成功接收每组6个的数据包，每组数据中不变的就是帧头的两个2C,12和帧尾的5B。知道了这个格式，那么我们就可以开始编写STM32上的代码了。

2.STM32部分

1主函数

    本次程序在STM32上要实现的功能是接收数据后显示到OLED上，只需要初始化OLED和串口，在编写一下OLED显示的代码就行了。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
int main (void)
{
    OLED_Init();
    Serial_Init();
    OLED_ShowString(1,1,"Cx:");
    OLED_ShowString(2,1,"Cy:");
    OLED_ShowString(3,1,"Cz:");
    while(1)
    {
        OLED_ShowNum(1,4,Cx,4);
        OLED_ShowNum(2,4,Cy,4);
        OLED_ShowNum(3,4,Cz,4);
    }

}

    这里的Cx、Cy、Cz我是直接在Serial.h中使用了extern 外部变量声明。

2.串口接收程序

先进行串口初始化。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

uint8_t Cx,Cy,Cz;         
                           
void Serial_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    //USART1_RX      PA10
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

    使用的是USART1，它对应的接收引脚为PA10，将PA10设置为GPIO_Mode_IPU（输入上拉）模式，波特率设置为115200，8位数据宽度，不需要奇偶校验位，1位停止位，要和K210一致。再初始化串口中断并使能中断。

接收数据包的逻辑编写

void USART1_IRQHandler(void)             
{
        u8 com_data; 
        u8 i;
        static u8 RxCounter1=0;
        static u16 RxBuffer1[6]={0};
        static u8 RxState = 0;    

        if( USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)         //接收中断  
        {
            
                USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);   //清除中断标志
                com_data = USART_ReceiveData(USART1);
                if(RxState==0&&com_data==0x2C)  //0x2c帧头
                {
                    
                    RxState=1;
                    RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;
                }
        
                else if(RxState==1&&com_data==0x12)  //0x12帧头
                {
                    RxState=2;
                    RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;
                }
        
                else if(RxState==2)
                {
                    RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;

                    if(RxCounter1==6 && com_data == 0x5B)       //RxBuffer1接受满了,接收数据结束
                    {
                        
                        Cx=RxBuffer1[RxCounter1-4];
                        Cy=RxBuffer1[RxCounter1-3];
                        Cz=RxBuffer1[RxCounter1-2];
                        RxCounter1 = 0;
                        RxState = 0;    
                    }
                    else if(RxCounter1 > 6)            //接收异常
                    {
                        RxState = 0;
                        RxCounter1=0;
                        for(i=0;i<6;i++)
                        {
                                RxBuffer1[i]=0x00;      //将存放数据数组清零
                        }
                    
                    }
                }
                else   //接收异常
                {
                        RxState = 0;
                        RxCounter1=0;
                        for(i=0;i<6;i++)
                        {
                                RxBuffer1[i]=0x00;      //将存放数据数组清零
                        }
                }

        }
        
}

    com_data 用于读取STM32串口收到的数据，这个数据会被下一个数据掩盖，所以要将它用一个数组储存起来。

    RxBuffer1[6]={0} 定义一个6个成员的数组，可以存放6个数据，刚好放下一个数据包。

    RxCounter1 用来计次，让RXBufeer1这个数组能依次存入数据包。

    RxState 接收状态，判断程序应该接收第一个帧头、第二个帧头、数据或帧尾。

    com_data = USART_ReceiveData(USART1); 读取 将串口接收到的数据。

    if(RxState==0&&com_data==0x2C)  //0x2c帧头
             {
                 RxState=1;
                 RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;
             }

    当RXState处于0时，为接收帧头1模式。若接收到帧头1（0x2C），将RXState置1，切换到接收帧头2模式，并将帧头1存入RxBuffer1[0]的位置，RxCounter1加一。

else if(RxState==1&&com_data==0x12) //0x12帧头
{
RxState=2;
RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;
}

    当RXState处于1时，为接收帧头2模式。若接收到帧头2（0x12），将RXState置2，切换到保存数据模式，并将帧头2存入RxBuffer1[1]的位置，RxCounter1加一。

else if(RxState==2)
{
RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;

                if(RxCounter1==6 && com_data == 0x5B)     //RxBuffer1接受满了,接收数据束
                 {      
                     Cx=RxBuffer1[RxCounter1-4];
                     Cy=RxBuffer1[RxCounter1-3];
                     Cz=RxBuffer1[RxCounter1-2];
                     RxCounter1 = 0;
                     RxState = 0;    
                 }

            }        

    当RXState处于2时，为保存数据模式。RxBuffer1[]将接收到的数据依次存入RxBuffer1[2]、RxBuffer1[3]、RxBuffer1[4]、RxBuffer1[5]中。当接收到第六位数据时，进行判断是否为帧尾（0x5B），若是帧尾分别保存数据RxBuffer1[2]、RxBuffer1[3]、RxBuffer1[4]到Cx、Cy、 Cz中。

else if(RxCounter1 > 6)
{
RxState = 0;
RxCounter1=0;
for(i=0;i<6;i++)
{
RxBuffer1[i]=0x00; //将存放数据数组清零
}
}

    若是不是帧尾帧尾将会把RxState、RxCounter1和RxBuffer1[]全部置零做接收异常处理。

else //接收异常
{
RxState = 0;
RxCounter1=0;
for(i=0;i<6;i++)
{
RxBuffer1[i]=0x00; //将存放数据数组清零
}
}

    }

    若没接收到帧头1（0x2C）和帧头2（0x12），将会把RxState、RxCounter1和RxBuffer1[]全部置零做接收异常处理。

3.程序现象

    OLED显示Cx、Cy、 Cz每秒加一

4.完整代码

    K210

# Untitled - By: User - 周日 4月 23 2023
import time
from machine import UART #串口库函数
from fpioa_manager import fm # GPIO重定向函数

fm.register(18, fm.fpioa.UART1_TX, force=True)
uart_A = UART(UART.UART1, 115200, 8, 0, 1, timeout=1000, read_buf_len=4096)

def sending_data(x,y,z):
    FH = bytearray([0x2C,0x12,x,y,z,0x5B])
    uart_A.write(FH);

Cx = 0
Cy = 0
Cz = 0

while True:

    Cx+=1;
    Cy+=1;
    Cz+=1;
    sending_data(Cx,Cy,Cz)
    print("Cx:",Cx,"Cy",Cy,"Cz:",Cz)
    time.sleep_ms(1000)

    STM32

k210与stm32通信https://gitee.com/AD123zsg/electronic-game-code/tree/486edcd7466f0e19a2ecc559c43238f8af6af34b/%E4%B8%BB%E6%8E%A7/C8T6/k210%E4%B8%8Estm32%E9%80%9A%E4%BF%A1

5.总结

    目前已经讲述了STM32驱动A4950、K210的简单PID循迹，但要做出一辆循迹小车还是不够的，还需要PID速度环去调节小车的速度，才能完成一个完整的循迹小车，有时间我会更新后面的代码。
标签： stm32 单片机 嵌入式硬件
本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_70715693/article/details/130312626
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