IO口模拟串口

1万 · 2023-12-17 21:46

在做IO口模拟串口试验之前要搞懂串口通信的原理。一般的串行通信是以10位数据为一帧传送数据，包括一位起始位，8位数据位，一位停止位。
在传送数据之前，引脚一直抱保持高电平，起始位是低电平，接着跟8位数据，最后将电平拉高。
那么在模拟发送数据时，首先将IO口的电平置一。
void RCC_Configuration(void)
{
SystemInit();
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
}//初始化时钟
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}//配置IO口

// 发送函数
void SendIO(uint8_t send)
{
uint8_t i = 0;
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_9); //起始位低电平
Delay(0x2E5); //发送完起始位，延时 1000000 / 9600 = 104 432 是试出来的延时
for(i=0; i<8;i++) //8位数据位一位停止位
{
if(send & 0x01)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_9);//当前数据位是1 ，就拉高
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_9);//当前数据位是0，就置零
}
send >>= 1 ;
Delay(0x33A); // 发送每一位数据位延时
}
//Delay(0x212); // 发送完数据位延时
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_9); //停止位
}
延时函数：
void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
for(; nCount != 0; nCount–);
}
发送函数中用到的延时是经过我测量后得到的，用逻辑分析仪分析发送数据的过程时，每发送一位，延时约104us，Delay(0x33A)大约是104us 。这个发送函数直接在main函数中调用就可以了。
接收函数的编写。
接收函数主要是考虑到一个下降沿信号，当使用串口调试助手向STM32 发送数据时，调试助手发送的是一帧数据，包括起始位，数据位，停止位。那么首先就应该检测到这个起始位，也就是这个下降沿信号，外部中断正好能检测到下降沿。所以应用外部中断。

void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入，IO口默认是高电平
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);//保持高电平

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line10;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; //下降沿中断
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQn; //外部中断，边沿触发
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}//配置外部中断

这里定义一个枚举类型，表示接收到哪一位。
enum stat{
COM_START_BIT, //起始位
COM_D0_BIT, //bit0
COM_D1_BIT, //bit1
COM_D2_BIT, //bit2
COM_D3_BIT, //bit3
COM_D4_BIT, //bit4
COM_D5_BIT, //bit5
COM_D6_BIT, //bit6
COM_D7_BIT, //bit7
COM_STOP_BIT, //bit8
};

定义8位接收数据
u8 recvData ; //接收的数据

写中断函数：
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
enum stat recvStat = COM_STOP_BIT; //定义初始为停止位
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10)!=RESET) //检查外部中断是否产生了
{
if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10)) //检测引脚高低电平，如果是低电平，则说明检测到起始位
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//LED 代表检测到了起始位
Delay(0x33A); //延时 0x432 约等于104us
if(recvStat == COM_STOP_BIT)
{
recvStat = COM_START_BIT; //此时的状态是起始
while(recvStat!= COM_STOP_BIT) // 循环到停止位
{
recvStat++; // 改变状态
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10)) //‘1’
{
recvData |= (1 <<(recvStat -1));
}
else
{
recvData &= ~(1 << (recvStat -1));
}
Delay(0x33A);
}
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line10); //清除EXTI_Line10中断挂起标志位

}

1

}

主函数：
void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void SendIO(uint8_t send);
void ReceiveIO(void);
extern u8 recvData ;
void Delay(__IO uint32_t nCount);

int main(void)
{
RCC_Configuration();
GPIO_Configuration();
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_9);//先拉高，第一次数据没有之前没有停止位
while(1)
{
SendIO(recvData);
Delay(0xFFFFF);
}
}