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基于STM32L073的脉冲计数

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 楼主| Tennasi 发表于 2016-4-28 22:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
脉冲计数, stm32l073, pi, GPIO, IO
在色彩识别仪的设计中，主要是通过脉冲计数的方式来获取色彩值，因此对脉冲计数功能的实现是必不可少的。
在STM32L073开发板的基础上，配以LCD5110液晶显示器即可构造一个简单的脉冲计数器。LCD5110与STM32L073的连接如下表所示：

  
序号
  
名称
连接
作用
1
VCC
3.3V电源
LCD5110供电
2
GND
电源地
LCD5110供电
3
SCE
电源地
片选控制
4
RESET
PC0
复位控制
5
D/C
PC1
数据/指令选择
6
SDIN
PC2
SPI接口数据收发
7
SCLK
PC3
SPI接口时钟输出
8
LED+
3.3V电源
背景光控制

那么外部的计数脉冲如何获得呢？最简单的方法就是使用LCD5110的时钟信号SCLK来提供。
为了实现脉冲计数功能，并将计数值显示到LCD5110上，可在STM32L073RZ-Nucleo例程的TIM_InputCapture 的基础上进行改造来实现，主要的任务是添加LCD5110函数。

为了控制LCD5110各引脚的高低电平，相关的输出引脚定义如下：
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  1. #define SetLCD_SCLK_High()     { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);}
    

  2. #define SetLCD_SCLK_Low()          { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);}
    


  3. 

  4. #define SetLCD_SDIN_High()     { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);}
    

  5. #define SetLCD_SDIN_Low()          { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);}
    


  6. 

  7. #define SetLCD_DC_High()            { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);}
    

  8. #define SetLCD_DC_Low()            { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);}
    


  9. 

  10. #define SetLCD_RST_High()          { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);}
    

  11. #define SetLCD_RST_Low()            { HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);}
    


  12. 

  13. #define SetS2_High()           { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);}
    

  14. #define SetS2_Low()                 { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);}
    


  15. 

  16. #define SetS3_High()           { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);}
    

  17. #define SetS3_Low()                 { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);}
LCD5110的初始化函数为：
复制
  1. void LCD_Init(void)
    

  2. {        
    

  3.         //SCLK--PC.3
    

  4.     //DIN--PC.2
    

  5.     //DC--PC.1
    

  6.     //RST--PC.0
    

  7.         __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    

  8.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    

  9.         GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3| GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_1| GPIO_PIN_0;
    

  10.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  11.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    

  12.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FAST;
    

  13.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    

  14.         
    

  15.         SetLCD_RST_Low();    
    

  16.         delay_1us();
    

  17.         SetLCD_RST_High();    
    

  18.         delay_1us();
    

  19.         delay_1us();
    

  20.         
    

  21.         LCD_write_CMD(0x21);
    

  22.         LCD_write_CMD(0xc0);
    

  23.         LCD_write_CMD(0x06);
    

  24.         LCD_write_CMD(0x13);
    

  25.         LCD_write_CMD(0x20);
    

  26.         LCD_Clear();           
    

  27.         LCD_write_CMD(0x0c);        
    

  28. }


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 楼主| Tennasi 发表于 2016-4-28 22:24 | 显示全部楼层
所涉及的函数有延时函数delay_1us()和指令输出函数LCD_write_CMD()，具体代码如下：
复制
  1. long int delay_1us(void)
    

  2. {
    

  3.         long int count=2;
    

  4.         while(count--);
    

  5.         return 0;
    

  6. }
    


  7. 

  8. void LCD_write_CMD(unsigned char com)
    

  9. {
    

  10.     unsigned char uci;
    

  11.     SetLCD_DC_Low();
    

  12.         for(uci=0;uci<8;uci++)
    

  13.         {
    

  14.                 if(com & 0x80)
    

  15.                 {
    

  16.                         SetLCD_SDIN_High();
    

  17.                   }
    

  18.                 else
    

  19.                 {
    

  20.                         SetLCD_SDIN_Low();
    

  21.                   }
    

  22.                 SetLCD_SCLK_Low();        
    

  23.                 com = com << 1;
    

  24.                 delay_1us();        
    

  25.                 SetLCD_SCLK_High();
    

  26.         } 
    

  27. }

在LCD5110显示的过程中，离不开清屏函数LCD_Clear()和字符输出函数LCD_write_char()。
清屏函数用到了显示定位函数LCD_set_XY()和数据输出函数LCD_write_Data();
，其的代码如下：
复制
  1. void LCD_Clear(void)
    

  2. {
    

  3.         int uii;
    

  4.         LCD_set_XY(0,0);
    

  5.         for(uii=0; uii<504; uii++)
    

  6.         {
    

  7.                 LCD_write_Data(0x00);
    

  8.         }
    

  9. }


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 楼主| Tennasi 发表于 2016-4-28 22:25 | 显示全部楼层
数据输出函数是通过读取字符库数组来显示字符的，其代码如下：
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  1. void LCD_write_char(unsigned char c)
    

  2. {
    

  3.     unsigned char line;
    

  4.     c -= 32;
    

  5.     for (line=0; line<6; line++)
    

  6.         {
    

  7.               LCD_write_Data(font6x8[c][line]);
    

  8.           }
    

  9. }
字符库数组的结构如下：
复制
  1. unsigned char font6x8[][6] =
    

  2. {
    

  3.     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 },   // sp
    

  4.     { 0x00, 0x00, 0x00, 0x2f, 0x00, 0x00 },   // !
    

  5.     { 0x00, 0x00, 0x07, 0x00, 0x07, 0x00 },   // "
    

  6.     { 0x00, 0x14, 0x7f, 0x14, 0x7f, 0x14 },    // #
    

  7.     ... ...
    


  8. 

  9.     { 0x00, 0x44, 0x28, 0x10, 0x28, 0x44 },   // x
    

  10.     { 0x00, 0x1C, 0xA0, 0xA0, 0xA0, 0x7C },   // y
    

  11.     { 0x00, 0x44, 0x64, 0x54, 0x4C, 0x44 },   // z
    

  12.     { 0x14, 0x14, 0x14, 0x14, 0x14, 0x14 }    // horiz lines
    

  13. }
主函数的代码为：
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.   HAL_Init();
    

  4.   /* 配置系统时钟到2 MHz */
    

  5.   SystemClock_Config();
    

  6.   /* 配置LED2 */
    

  7.   BSP_LED_Init(LED2);
    

  8.   /* 配置 TIM 的外围情况 */
    

  9.   /*  TIM2 配置: 输入捕捉模式 
    

  10.      外部信号连接到 TIM2 的通道2 引脚为PB.03
    

  11.      使用上升沿触发,TIM2 的CCR2 用于 计数的频率值  */
    

  12.   TimHandle.Init.Period      = 0xFFFF;
    

  13.   TimHandle.Init.Prescaler    = 0;
    

  14.   TimHandle.Init.ClockDivision  = 0;
    

  15.   TimHandle.Init.CounterMode  = TIM_COUNTERMODE_UP;
    

  16.   if(HAL_TIM_IC_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
    

  17.   {
    

  18.     /* I初始化报错 */
    

  19.     Error_Handler();
    

  20.   }
    

  21.   /* 设置输入捕捉通道2 */ 
    

  22.   sICConfig.ICPolarity  = TIM_ICPOLARITY_RISING;
    

  23.   sICConfig.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
    

  24.   sICConfig.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    

  25.   sICConfig.ICFilter    = 0;   
    

  26.   if(HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TimHandle, &sICConfig, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
    

  27.   {
    

  28.     /* 配置报错 */
    

  29.     Error_Handler();
    

  30.   }
    

  31.   
    

  32.   /* 以中断模式启动输入捕捉 */
    

  33.   if(HAL_TIM_IC_Start_IT(&TimHandle, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
    

  34.   {
    

  35.     /* 启动报错 */
    

  36.     Error_Handler();
    

  37.   }
    

  38.             LCD_Init();    // LCD5110初始化
    

  39.             jm();        //  显示界面
    

  40.         // 设置显示格式
    

  41.                 LCD_set_XY(0,1);
    

  42.                 LCD_write_char('C');
    

  43.                 LCD_write_char('1');
    

  44.                 LCD_write_char('=');
    

  45.                 LCD_set_XY(0,2);
    

  46.                 LCD_write_char('C');
    

  47.                 LCD_write_char('2');
    

  48.                 LCD_write_char('=');
    

  49.                 LCD_set_XY(0,3);
    

  50.                 LCD_write_char(' ');
    

  51.                 LCD_write_char('d');
    

  52.                 LCD_write_char('=');
    

  53.             LCD_set_XY(0,4);
    

  54.                 LCD_write_char(' ');
    

  55.                 LCD_write_char('f');
    

  56.                 LCD_write_char('=');
    

  57.   while(1)
    

  58.   {     //  显示捕捉值
    

  59.                 LCD_write_number(30,1,uwIC2Value1);
    

  60.                 LCD_write_number(30,2,uwIC2Value2);
    

  61.                 LCD_write_number(30,3,uwDiffCapture);
    

  62.                 LCD_write_number(30,4,uwFrequency);
    

  63.                 delay_1ms(1000);  // 控制采集数据的显示间隔
    

  64.   }
    

  65. }


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 楼主| Tennasi 发表于 2016-4-28 22:26 | 显示全部楼层
定时捕捉处理函数代码为：
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  1. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    

  2. {
    

  3.   if (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
    

  4.   {
    

  5.     if(uhCaptureIndex == 0)
    

  6.     {
    

  7.       /* 获取第一次捕捉值 */
    

  8.       uwIC2Value1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);
    

  9.       uhCaptureIndex = 1;
    

  10. }
    

  11.     else if(uhCaptureIndex == 1)
    

  12.     {
    

  13.       /* 获取第二次捕捉值 */
    

  14.       uwIC2Value2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); 
    

  15.       /* 捕捉计算 */
    

  16.       if (uwIC2Value2 > uwIC2Value1)
    

  17.       {
    

  18.         uwDiffCapture = (uwIC2Value2 - uwIC2Value1);            //  计算差值  
    

  19.       }
    

  20.       else if (uwIC2Value2 < uwIC2Value1)
    

  21.       {
    

  22.         uwDiffCapture = ((0xFFFF - uwIC2Value1) + uwIC2Value2) + 1; //  超界补偿处理
    

  23.       }
    

  24.       else
    

  25.       {
    

  26.         /* 假如捕捉值相等，则已达到测量频率的极限 */
    

  27.         Error_Handler();                                     //  捕捉值相等时报错
    

  28.       }
    

  29.       /* 频率计算: 这是一个以APB1Clk为TIM2计时的示例 */      
    

  30.       uwFrequency = HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / uwDiffCapture;
    

  31.       uhCaptureIndex = 0;
    

  32.     }
    

  33.   }
    

  34. }
数据定位显示函数的代码为：
复制
  1. void LCD_write_number(unsigned char X,unsigned char Y,uint32_t dat)
    

  2. {
    

  3.                 LCD_set_XY(X,Y);
    

  4.                 LCD_write_char('C');
    

  5.                 LCD_write_char('=');
    

  6.             if(dat>999999) LCD_write_char(dat%10000000/1000000+0x30);
    

  7.             if(dat>99999) LCD_write_char(dat%1000000/100000+0x30);
    

  8.                 if(dat>9999) LCD_write_char(dat%100000/10000+0x30);
    

  9.             if(dat>999) LCD_write_char(dat%10000/1000+0x30);
    

  10.                 if(dat>99) LCD_write_char(dat%1000/100+0x30);
    

  11.                 if(dat>9) LCD_write_char(dat%100/10+0x30);
    

  12.                 LCD_write_char(dat%10+0x30);
    

  13. }



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maninman1981 发表于 2016-4-29 16:13 | 显示全部楼层
这个是多大的液晶呢？看上去显示的很漂亮。
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rmbass 发表于 2016-4-29 16:32 | 显示全部楼层
驱动LCD的话，用总线驱动的话好点，速度也快点。
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喵喵小星人 发表于 2016-4-29 18:07 | 显示全部楼层
maninman1981 发表于 2016-4-29 16:13
这个是多大的液晶呢？看上去显示的很漂亮。

最后一行，字符之间的距离有点窄了。
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cnb12345 发表于 2016-4-30 11:51 | 显示全部楼层
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songlaijun 发表于 2016-4-30 22:16 | 显示全部楼层
喵喵小星人 发表于 2016-4-29 18:07
最后一行，字符之间的距离有点窄了。

这个液晶好像不是自带字库的，必须自己取模。所以难看了
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maninman1981 发表于 2016-5-14 21:56 | 显示全部楼层
喵喵小星人 发表于 2016-4-29 18:07
最后一行，字符之间的距离有点窄了。

好像是320*240像素的点。
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