[MCU] 【HC32F460开发板测评】03.基于UART功能实现SHELL的移植与控制

xld0932 2021-4-8 23:24 楼主

本篇主要实现的是掌握USART通讯，能够实现数据的收发操作，串口的接收使用中断机制；基于USART功能添加SHELL程序，通过操作LED灯来实现一个简单的SHELL控制调用。

1.USART通讯

开发板上提供了USB转UART部分的硬件电路，我们只需要一根Micro USB线将开发板与电脑进行连接，WIN10系统电脑会自动识别并安装USB转串口有驱动程序，再结合MCU的USART3接口，可以实现MCU与电脑端的串口数据通讯；

USART初始化配置程序：将USART配置成115200（波特率）,N（校验位）,8（数据位）,1（停止位），使能串口的接收和发送功能，使能接收中断功能并配置接收中断；配置GPIO引脚复用成USART功能引脚，如下程序所示：

/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void UsartRxIrqCallback(void)
{
    printf("%c", USART_RecData(M4_USART3));
    USART_FuncCmd(M4_USART3, UsartTxAndTxEmptyInt, Enable);
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void UsartErrIrqCallback(void)
{
    if(USART_GetStatus(M4_USART3, UsartFrameErr)   != Reset)
    {
        USART_ClearStatus(M4_USART3, UsartFrameErr);
    }

    if(USART_GetStatus(M4_USART3, UsartParityErr)  != Reset)
    {
        USART_ClearStatus(M4_USART3, UsartParityErr);
    }

    if(USART_GetStatus(M4_USART3, UsartOverrunErr) != Reset)
    {
        USART_ClearStatus(M4_USART3, UsartOverrunErr);
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void USART3_Configure(void)
{
    stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiCfg;

    const stc_usart_uart_init_t stcInitCfg =
    {
        UsartIntClkCkNoOutput,
        UsartClkDiv_1,
        UsartDataBits8,
        UsartDataLsbFirst,
        UsartOneStopBit,
        UsartParityNone,
        UsartSamleBit8,
        UsartStartBitFallEdge,
        UsartRtsEnable,
    };

    /* Enable peripheral clock */
    PWC_Fcg1PeriphClockCmd(PWC_FCG1_PERIPH_USART3, Enable);

    /* Initialize USART IO */
    PORT_SetFunc(PortE, Pin04, Func_Usart3_Rx, Disable);
    PORT_SetFunc(PortE, Pin05, Func_Usart3_Tx, Disable);

    /* Initialize UART */
    if(USART_UART_Init(M4_USART3, &stcInitCfg) != Ok)
    {
        while(1);
    }

    /* Set baudrate */
    if(USART_SetBaudrate(M4_USART3, 115200) != Ok)
    {
        while(1);
    }

    /* Set USART RX IRQ */
    stcIrqRegiCfg.enIRQn      = Int000_IRQn;
    stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &UsartRxIrqCallback;
    stcIrqRegiCfg.enIntSrc    = INT_USART3_RI;
    enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);

    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);
    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);

    /* Set USART RX error IRQ */
    stcIrqRegiCfg.enIRQn      = Int001_IRQn;
    stcIrqRegiCfg.pfnCallback = &UsartErrIrqCallback;
    stcIrqRegiCfg.enIntSrc    = INT_USART3_EI;
    enIrqRegistration(&stcIrqRegiCfg);

    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiCfg.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_DEFAULT);
    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);
    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiCfg.enIRQn);

    /*Enable RX && RX interupt && TX function*/
    USART_FuncCmd(M4_USART3, UsartRx,    Enable);
    USART_FuncCmd(M4_USART3, UsartRxInt, Enable);
    USART_FuncCmd(M4_USART3, UsartTx,    Enable);
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    USART_SendData(M4_USART3, (uint8_t)ch);
    while(Reset == USART_GetStatus(M4_USART3, UsartTxEmpty));

    return ch;
}

通过上面的程序，我们可以看到在接收中断函数中，接收到的数据又通过printf函数再次打印出来，printf函数是通过USART发送功能重载fputc这个函数来实现的，运行结果如下图所示：

我们在控制LED闪烁的时候使用了Ddl_Delay1ms这个函数，这个是在ddl.config.h文件中通过配置DDL_UTILITY_ENABLE宏为DDL_ON才可以使用的；在使能DDL_UTILITY_ENABLE这个宏之后，在hc32f46x_utility.h 文件中默认定义了UART_DEBUG_PRINTF这个宏，所以导致在我们重载fputc这个函数的时候会报错，所以我样在hc32f46x_utility.h文件中把这个宏注释掉就可以了。

2.移植SHELL

下载SHELL开源源代码：https://github.com/NevermindZZT/letter-shell，最新的版本是3.0的，程序中使用的是2.x的版本；在官网上有详细的功能、移植、配置，以及相应的应用说明，大家可以去深入了解，我们这边还是结合HC32F460来实现应用移植；在工程中添加letter shell 2.x的源文件，添加自定义的shell_port.c和shell_port.h这两个文件，将之前的串口初始化程序移动到这个.c文件中来实现；移植过程如下：

定义一个shell结构体对象；
实现这个结构体中write的实现，即通过串口打印输出一个字节数据；
调用shellInit函数进行初始化；
在串口接收中断回调函数中调用shellHandler函数，将串口接收到的数据传递到这个函数中进行解析处理；

这样我们最单的SHELL框架就移植完成了；尝试编译运行一下，如下图所示：

具体的代码实现可以参考最后的附件工程源代码部分。

3.SHELL控制

结合上篇的LED闪烁的实验，我们通过调用SHELL自定义的命令来控制LED闪烁的起停动作，具体实现如下程序：

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
uint8_t LED_ToggleEnable = 1;


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void LED_Toggle(void)
{
    if(LED_ToggleEnable)
    {
        LED0_TOGGLE();  Ddl_Delay1ms(100);
        LED1_TOGGLE();  Ddl_Delay1ms(100);
        LED2_TOGGLE();  Ddl_Delay1ms(100);
        LED3_TOGGLE();  Ddl_Delay1ms(100);
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void LED_StartToggle(void)
{
    LED_ToggleEnable = 1;
}
SHELL_EXPORT_CMD(start, LED_StartToggle, led start toggle);


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
void LED_StopToggle(void)
{
    LED_ToggleEnable = 0;
}
SHELL_EXPORT_CMD(stop, LED_StopToggle, led stop  toggle);

4.运行结果

5.工程源代码