随笔：项目总结 主要是STM32的一些应用
终于最近做的一个项目基本上结题了，因此有时间来对这个项目所涉及到的知识进行一个总结。
文章目录
- cJSON
- UCOS-II
- 软件FIFO
- string stdio stdlib 微库函数
- STM32的驱动程序DMA和GPIO AF
cJSON
cJSON的内容具体见我的另一篇文章，比较详细，这里就不叙述了。
UCOS-II
首先在这个项目里，我在STM32的程序中移植了一个UCOS-II的系统。关于UCOS-II操作系统的移植，可以参考网上的教程，例如正点原子的例程等，这方面的知识网上还是比较多的。具体的流程就不论述了，这里主要是对UCOS-II实际使用过程中遇到的问题进行一个解答。
1.首先对于UCOS-II的任务堆栈的大小，因为在进行任务调度的时候，我们会把当前任务压到一个堆栈中存放，因此堆栈的大小应该是大于当前任务的代码量的，换句话说一个任务的代码量越多、中间变量越多，那么这个任务所需要的堆栈空间越大。此外在进行内存配置之前，我们应该在hd.h文件中先按照自己的硬件能力，修改堆栈的大小。
2.对于UCOS-II来说，可能会出现以下情况，那就是，当同时使能的任务个数超过一定数目时，后面定义的任务可能不会执行。这是因为我们在进行UCOS-II正常运行之前，需要对UCOS-II进行配置，这个配置是在os_cfg.h文件中进行。例如最多任务个数，最大任务堆栈等参数等。
3.UCOS-II对于中断的使用，UCOS-II的中断必须要在进入中断时使用中断进入函数OSIntEnter()，在离开中断时使用中断离开函数OSIntExit()，否则的话就会造成UCOS-II的时序的紊乱。
4.UCOS-II的各个任务的优先级和周期的安排。对于UCOS-II优先级和周期的安排，主要我们要遵循以下原则，首先是底层程序，如通讯数据的接收等程序的优先级较高，周期较短，但是注意这里应该合理安排底层的执行时间，以避免CPU时间始终得不到释放，原则就是，在一个较长的时间范围内，所有的程序都能轮得到执行，没有哪一个程序长时间的占用CPU（例如某程序优先级高，执行时间长，同时执行周期短）。在此基础上，重要的程序优先级较高，次要的程序优先级较低。
软件FIFO
这个项目中用到了一个软件FIFO用于存储通讯峰值较高时的缓存通讯内容。这里把自己写的FIFO的代码贴出来。
首先是.h文件：
#ifndef __FIFO_H
#define __FIFO_H
#include "stm32f10x.h"
#include
#include
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
typedef struct
{
u8 size_max ; //FIFO的最大个数
char* point_queue[10] ; //存放FIFO指针的队列表
u16 len_queue[10] ; //各个指针内容的长度队列表
u8 size_now ; //当前第一位的指针的长度
u8 empty_if ; //是否空标志位
u8 enough_if ; //是否满标志位
u16 percent ; //当前FIFO的使用率
} FIFOtype;
typedef struct
{
char* point ;
u16 len ;
} FIFO_OUTtype;
u8 FIFO_In(FIFOtype* FIFO,char* p,u16 len);
FIFO_OUTtype FIFO_Out(FIFOtype* FIFO);
void FIFO_Free(FIFO_OUTtype* FIFO);
#endif
然后是.c文件
#include "fifo.h"
//入队列函数
//输入值： FIFO，指针，长度
//返回值：0 成功 1 失败
u8 FIFO_In(FIFOtype* FIFO,char* p,u16 len)
{
u8 temp=0;
if((*FIFO).enough_if!=1) //Èç¹ûFIFOδÂú
{
(*FIFO).point_queue[(*FIFO).size_now]=p;
(*FIFO).len_queue[(*FIFO).size_now]=len;
(*FIFO).size_now++;
(*FIFO).empty_if=0;
if((*FIFO).size_now>=(*FIFO).size_max)
{
(*FIFO).enough_if=1;
}
else
{
(*FIFO).enough_if=0;
}
(*FIFO).percent=((u16)(*FIFO).size_now*100)/(u16)(*FIFO).size_max;
temp=1;
}
return temp;
}
//FIFO出队列函数
//输入值：FIFO
//返回值：FIFO_OUT（包含指针和长度）
FIFO_OUTtype FIFO_Out(FIFOtype* FIFO)
{
FIFO_OUTtype temp={0,0};
u8 t;
if((*FIFO).empty_if!=1) //Èç¹ûFIFO²»Îª¿Õ
{
temp.point=(*FIFO).point_queue[0];
temp.len=(*FIFO).len_queue[0];
(*FIFO).size_now--;
for(t=0;t<(*FIFO).size_now;t=t+1)
{
(*FIFO).point_queue[t]=(*FIFO).point_queue[t+1];
(*FIFO).len_queue[t]=(*FIFO).len_queue[t+1];
}
(*FIFO).point_queue[(*FIFO).size_now]=0;
(*FIFO).len_queue[(*FIFO).size_now]=0;
if((*FIFO).size_now==0)
{
(*FIFO).empty_if=1;
}
else
{
(*FIFO).empty_if=0;
}
(*FIFO).enough_if=0;
(*FIFO).percent=((u16)(*FIFO).size_now*100)/(u16)(*FIFO).size_max;
}
return temp;
}
//FIFO释放内存函数
//输入值：FIFO_OUT（指针长度）
//返回值：无
void FIFO_Free(FIFO_OUTtype* FIFO)
{
free((*FIFO).point);
(*FIFO).len=0;
}
string stdio stdlib 微库函数
这里用到了许多C语言的库，例如string、stdio、stdlib等函数，那么具体各个库函数里面的函数是什么，源码什么的大家网上也都能搜的到，那么这里主要还是写一写自己在使用这些函数时的心得体会。
首先是常用的申请内存和释放内存，这里注意申请内存和释放内存一般来说只能做一次，如果对一个指针重复释放，有可能造成硬件错误。这里需要对程序有个总体的把握，对内存的使用有一个生命周期的把握。
然后是string里的函数，首先是sizeof和strlen的区别，sizeof其实求的是后面的输入变量所占的空间的大小。如果后面跟的是一个char*的指针，那么sizeof的值就是32（对于32位的操作系统来说）。如果sizeof后面跟的是一个结构体，那么sizeof的值就是结构体所占的内存空间的大小。而strlen后面跟的是（字符串）指针，返回的值就是从当前指针开始，到遇到 0x00 为止，中间的字符的个数。这两者使用起来还是有很大差别的，尤其是对于初学者来说，可能常常容易使用错。
然后是对于字符串，在字符串的最后一个字符后一定要有一位 0x00 ，否则在使用string函数的时候，会出现不可预知的错误。
然后是stdio函数，这个头文件主要是在使用printf和screnf等函数时，必须添加。
STM32的驱动程序DMA和GPIO AF
这里主要介绍两个驱动程序，一个是USART的DMA配置方法。
首先是DMA的配置：
///////////////////////////////////////USART1 DMA·¢ËÍÅäÖò¿·Ö//////////////////////////////////
//DMA1µÄ¸÷ͨµÀÅäÖÃ
//ÕâÀïµÄ´«ÊäÐÎʽÊǹ̶¨µÄ,ÕâµãÒª¸ù¾Ý²»Í¬µÄÇé¿öÀ´ÐÞ¸Ä
//´Ó´æ´¢Æ÷->ÍâÉèģʽ/8λÊý¾Ý¿í¶È/´æ´¢Æ÷ÔöÁ¿Ä£Ê½
//DMA_CHx:DMAͨµÀCHx
//cpar:ÍâÉèµØÖ·
//cmar:´æ´¢Æ÷µØÖ·
void UART_DMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //ʹÄÜDMA´«Êä
DMA_DeInit(DMA_CHx); //½«DMAµÄͨµÀ1¼Ä´æÆ÷ÖØÉèΪȱʡֵ
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMAÍâÉèADC»ùµØÖ·
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMAÄÚ´æ»ùµØÖ·
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //Êý¾Ý´«Êä·½Ïò£¬´ÓÄÚ´æ¶ÁÈ¡·¢Ë͵½ÍâÉè
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0; //DMAͨµÀµÄDMA»º´æµÄ´óС
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //ÍâÉèµØÖ·¼Ä´æÆ÷²»±ä
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //ÄÚ´æµØÖ·¼Ä´æÆ÷µÝÔö
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //Êý¾Ý¿í¶ÈΪ8λ
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //Êý¾Ý¿í¶ÈΪ8λ
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //¹¤×÷ÔÚÕý³£»º´æģʽ
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMAͨµÀ xÓµÓÐÖÐÓÅÏȼ¶
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMAͨµÀxûÓÐÉèÖÃΪÄÚ´æµ½ÄÚ´æ´«Êä
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //¸ù¾ÝDMA_InitStructÖÐÖ¸¶¨µÄ²ÎÊý³õʼ»¯DMAµÄͨµÀUSART1_Tx_DMA_ChannelËù±êʶµÄ¼Ä´æÆ÷
}
然后是串口的配置，这里我使用了TIMER作为MODBUS的定时器，可以不去管，需要注意的是，USART和DMA是有一个对应关系的，比如在STM32F103RC中，USART1对应的DMA1_Channel4，USART2对应的DMA1_Channel7，USART3对应的DMA1_Channel2，具体是什么对应，还需要仔细阅读官方数据手册：
void Usart1_TIM4_Init(u32 bound,u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//ÍâÉèµÄʱÖÓʹÄÜ
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //ʹÄÜUSART1ʱÖÓ
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //ʹÄÜPORTAʱÖÓ
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //ʹÄÜPORTCʱÖÓ
//GPIOÉèÖÃ
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //PA9¸´ÓÃÍÆÍìÊä³ö¹¦ÄÜ£¬ËÙ¶È50MHZ TX
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //PA10¸¡¿ÕÊäÈ빦ÄÜ£¬ËÙ¶È50MHZ RX
//´®¿Ú¹¤×÷ģʽÅäÖÃ
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; //²¨ÌØÂÊ
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //Êý¾Ý³¤¶È
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //ֹͣλ
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; //ÆæżУÑéλ
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //Ó²¼þÊý¾ÝÁ÷¿ØÖÆ
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //¹¤×÷ģʽ
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //ʹÄÜ´®¿Ú2µÄDMA·¢ËÍ
UART_DMA_Config(DMA1_Channel4,(u32)&USART1->DR,(u32)USART1_TX_BUF);//DMA1ͨµÀ7,ÍâÉèΪ´®¿Ú2,´æ´¢Æ÷ΪUSART2_TX_BUF
//ÖжÏÉèÖÃ
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //µÍÓÅÏȼ¶±ðµÄÖжÏ
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //ÏìÓ¦Öжϵȼ¶Îª0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //ʹÄÜUSART1µÄ½ÓÊÕÖжϵÄ״̬¼Ä´æÆ÷
TIM4_Init(arr,psc); //10msÖжÏÒ»´Î
TIM_Cmd(TIM4, DISABLE); //¹Ø±ÕʱÖÓ
USART1_RX_STA=0;
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //¿ªÆôUSART1
}
以及DMA的发送函数
//¿ªÆôÒ»´ÎDMA´«Êä
void UART_DMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u16 len)
{
DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //¹Ø±Õ ָʾµÄͨµÀ
DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,len);//DMAͨµÀµÄDMA»º´æµÄ´óС
DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //¿ªÆôDMA´«Êä
}