系统架构设计

只看该作者 · 2024-10-31 23:17

确定通信角色
主控器：选择一块主控器（如STM32）作为主控设备，管理UART和I2C的通信。
外设：将不同的外设（如传感器、显示器、其他微控制器等）通过UART或I2C连接，依据其通信需求选择适合的接口。
b. 分配任务
I2C：用于连接多个低速设备，如传感器、EEPROM等，适合多设备通信。
UART：用于与PC、调试设备或其他微控制器进行高速通信，便于调试和数据传输。
2. 硬件连接
确保UART和I2C的连接正确：

I2C连接：将SDA和SCL连接到对应的I2C设备，添加上拉电阻。
UART连接：连接TX和RX到PC或其他微控制器，并确保GND连接。
3. 软件配置
在STM32中使用STM32CubeMX进行UART和I2C的配置：

启用UART和I2C：在Pinout & Configuration中选择对应的引脚。
设置波特率和I2C参数：配置UART的波特率和I2C的时钟频率。
生成代码：生成初始代码框架。
4. 数据通信示例
a. I2C通信
通过I2C读取传感器数据的示例代码：

c
复制代码
HAL_StatusTypeDef I2C_ReadSensor(uint8_t device_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data)
{
// 写入寄存器地址
HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, device_addr << 1, &reg_addr, 1, HAL_MAX_DELAY);
// 读取数据
return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, device_addr << 1, data, 1, HAL_MAX_DELAY);
}
b. UART通信
通过UART发送调试信息的示例代码：

c
复制代码
void UART_SendDebugInfo(const char *message)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)message, strlen(message), HAL_MAX_DELAY);
}

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结合使用
在主循环或任务中同时使用UART和I2C：

c
复制代码
void MainLoop(void)
{
uint8_t sensor_data;
char message[50];

// 从I2C设备读取数据
if (I2C_ReadSensor(0x1A, 0x00, &sensor_data) == HAL_OK)
{
      // 发送数据到UART
      sprintf(message, "Sensor Data: %d\n", sensor_data);
      UART_SendDebugInfo(message);
}
else
{
      UART_SendDebugInfo("I2C Read Error\n");
}

// 其他任务...
}
6. 同步与异步处理
中断和DMA：可以为UART和I2C分别使用中断或DMA来处理数据，提高响应速度。例如，使用UART的接收中断处理输入数据，使用I2C的DMA处理传感器数据读取。
多任务处理：如果使用RTOS，可以将UART和I2C通信放在不同的任务中，确保它们能够独立运行。