STM32CubeMX-HAL库开发笔记（常用语句）-基于Proteus仿真

Posted 2023-02-15 Preference for stars

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32CubeMX-HAL库开发笔记（常用语句）-基于Proteus仿真相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

STM32CubeMX-HAL库开发笔记

前言

我自己刚刚开始学习STM32时，跟随正点原子课程，一节节课慢慢学，裸机开发可以深入了解和学习到寄存器内部，但是也偏无聊一点。后来，在做项目时，发现很难选择芯片型号，一直使用F103C8T6这款芯片。随着2021年芯片价格翻了接近30倍，自己觉得选型芯片的无比重要，遂学习STM32CubeMX。起初HAL库令自己很难适应，毕竟写个一个延时还得找资料，但是随着学习，发现CubeMX对项目的帮助是巨大的，它可以帮助你不受芯片型号的限制，快速开发项目，且内置FreeRTOS，随手就能跑个操作系统，简直不要太香。

不过界面至今没有汉化版，也是唯一的遗憾。如果只学习HAL库的话，可能会有不知底层是何为的困惑，但是也无妨。就像我作为物理学的学生，老师常说只要会用数学公式一样，我们会用即可。

这是自己编写的一个打地鼠的小游戏，串口显示程序运行位置，右方小灯显示分数，达到17分进入彩蛋程序。

Proteus 8 配置工程

使用Proteus 8可以仿真STM32F103系列T4、T6、C4、C6、R4、R6单片机，可以帮助项目前期少走一点弯路，学习者前期可以少花点钱去学习STM32。

使用STM32CubeMX配置基础工程的部分不做讲解，因为图形化真的很简单。本文章主要记录在配置工程后，HAL库函数的使用。

1、GPIO

读取IO：

HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,BUTTONO_Pin);

写入IO：

HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,LED0_Pin,GPIO_PIN_RESET)			//置0;
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,LED0_Pin,GPIO_PIN_SET)			//置1;

翻转IO：

HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LED0_Pin);

按键例子：

if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,BUTTONO_Pin) == GPIO_Pin_SET);

	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,BUTTONO_Pin) == GPIO_Pin_SET);//等待按键抬起
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LED0_Pin);					//翻转
	HAL_Delay(200);											//延时200ms
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LED0_Pin);					//翻转

2、串口通信

串口通信

串口通信模式：

Asynchronous：异步通信

发送、接收数据

//发送数据
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
uint8_t temp[] = "Hello World!\\n\\r";
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,12,50);
HAL_UART_Transmit((UART_HandleTypeDef *) &huart1, (uint8_t *) "Hello World!\\r\\n", (uint16_t) 14, (uint32_t) 30);
//接收数据
HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

printf 重定向

在Private includes中引入

#include <stdio.h>

在USER CODE BEGIN 0 添加

int fputc(int ch,FILE *f)
	uint8_t temp[1]=ch;
	HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2); //h-uart1需要根据自己的配置修改
	return ch;

然后就可以在任意地方使用printf语句方便的输出你想要的内容。

printf("Hello World!\\n\\r");
HAL_Delay(200);

多个串口发送数据

#include <stdio.h>
#include "stdarg.h"
#include "string.h"

#define    TXBUF_SIZE_MAX    100

void uart?_printf(const char *format, ...)

    va_list args;
    uint32_t length;
    uint8_t txbuf[TXBUF_SIZE_MAX] = 0;
 
    va_start(args, format);
    length = vsnprintf((char *)txbuf, sizeof(txbuf), (char *)format, args);
    va_end(args);
    HAL_UART_Transmit(&huart?, (uint8_t *)txbuf, length, HAL_MAX_DELAY);
    memset(txbuf, 0, TXBUF_SIZE_MAX);

scanf重定向

int fgetc(FILE *f)

  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;

scanf("%d %d",&a,&b);

多个串口接收信息-回调函数

开启中断，只起一次作用

HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)aRxBuffer1,1);
HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t *)aRxBuffer2,1);

回调函数

#define USART1_RXBUFF_SIZE   1024              //定义串口2 接收缓冲区大小 1024字节
char USART1_RXBUFF[USART1_RXBUFF_SIZE];		//定义接收数组
uint8_t data;
uint8_t t=0;

uint8_t aRxBuffer1[1];	//定义临时存放数组
uint8_t aRxBuffer2[1];	//定义临时存放数组

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

	if(huart->Instance == USART1)	// 判断是由哪个串口触发的中断
	
		data = aRxBuffer1[0];
		USART1_RXBUFF[t] = data;
		t++;
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1,aRxBuffer1,1);		// 重新使能串口1接收中断
	
	if(huart->Instance == USART2)
	
		HAL_UART_Transmit(&huart2,aRxBuffer2,1,100);	// 接收到数据马上使用串口1发送出去
		HAL_UART_Receive_IT(&huart2,aRxBuffer2,1);		// 重新使能串口2接收中断

while函数输出

HAL_Delay(2000);
int i;
for(i=0;i<USART1_RXBUFF_SIZE;i++)
	printf("%c",USART1_RXBUFF[i]);
t=0;

例2

#define USART1_RXBUFF_SIZE   256     //最大接收字节数
#define USART2_RXBUFF_SIZE   256     //最大接收字节数

char Usart1_RxBuff[USART1_RXBUFF_SIZE];	 //接收数据
char Usart2_RxBuff[USART2_RXBUFF_SIZE];	 //接收数据
uint8_t aRxBuffer1;				//接收中断缓冲
uint8_t aRxBuffer2;				//接收中断缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数
uint8_t Uart2_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)			//串口回调函数

	if(huart->Instance == USART1)	// 判断是由哪个串口触发的中断
	
//		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&aRxBuffer1,1,100);	// 接收到数据马上使用串口1发送出去
//		HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&aRxBuffer1,1,100);	// 接收到数据马上使用串口2发送出去
//		HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&aRxBuffer1,1);		// 重新使能串口1接收中断
		if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
		
			Uart1_Rx_Cnt = 0;
			memset(Usart1_RxBuff,0x00,sizeof(Usart1_RxBuff));
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF); 	
		
		else
		
			Usart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer1;   //接收数据转存
			
			if((Usart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(Usart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
			
				HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Usart1_RxBuff, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
				while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
				HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&Usart1_RxBuff, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
				while(HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
				Uart1_Rx_Cnt = 0;
				memset(Usart1_RxBuff,0x00,sizeof(Usart1_RxBuff)); //清空数组
			
		
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer1, 1);   //再开启接收中断
	if(huart->Instance == USART2)
	
//		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&aRxBuffer2,1,100);	// 接收到数据马上使用串口1发送出去
		if(Uart2_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
		
			Uart2_Rx_Cnt = 0;
			memset(Usart2_RxBuff,0x00,sizeof(Usart2_RxBuff));
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF); 	
		
		else
		
			Usart2_RxBuff[Uart2_Rx_Cnt++] = aRxBuffer2;   //接收数据转存
			if((Usart2_RxBuff[Uart2_Rx_Cnt-1] == 0x4B)&&(Usart2_RxBuff[Uart2_Rx_Cnt-2] == 0x4F)) //判断结束位“OK”
			
				HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Usart2_RxBuff, Uart2_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
				while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
				Uart2_Rx_Cnt = 0;
				memset(Usart2_RxBuff,0x00,sizeof(Usart2_RxBuff)); //清空数组
				
				
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer2, 1);   //再开启接收中断

strstr（）函数检索信息

函数的声明

char *strstr(const char *haystack, const char *needle)

参数	说明
haystack	要被检索的 C 字符串
needle	在 haystack 字符串内要搜索的小字符串

该函数返回在 haystack 中第一次出现 needle 字符串的位置，如果未找到则返回 null。

实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()

   const char haystack[20] = "RUNOOB";
   const char needle[10] = "NOOB";
   char *ret;
 
   ret = strstr(haystack, needle);
 
   printf("子字符串是： %s\\n", ret);
   
   return(0);

char *tim_strl = strstr((char *)MQTT_CMDOutPtr+2,"timing\\":");  //strstr返回字符首次出现的地址
if((int)*(tim_strl+9) == 125)			//时间为0 - 9
	
		timing = (int)(*(tim_strl+8)) - 48;                       //char转化为int
	else if((int)*(tim_strl+10) == 125)			
	
		timing = ((int)(*(tim_strl+8))-48)*10 + ((int)(*(tim_strl+9)) - 48);                       //char转化为int
	else if((int)*(tim_strl+11) == 125)
	
		timing = ((int)(*(tim_strl+8))-48)*100 + ((int)(*(tim_strl+9))-48)*10 + ((int)(*(tim_strl+10))-48); 
	
	sprintf(temp,"\\"method\\":\\"thing.event.property.post\\",\\"id\\":\\"203302322\\",\\"params\\":\\"timing\\":%d,\\"currentstate\\":1,\\"version\\":\\"1.0.0\\"",timing);  //需要回复状态给服务器
	MQTT_PublishQs0(P_TOPIC_NAME,temp,strlen(temp));   //添加数据，发布给服务器

memset（）清空接收缓存区

memset(USART1_RXBUFF,0,USART1_RXBUFF_SIZE);  //清空WiFi接收缓冲区

每次发送数据前，先情况一下缓存区

LOG信息打印

主流嵌入式输出格式：[日志级别] 文件名：日志信息

"[info] main.c : init ok!"
"[debug] adc.c : adc_getvalue -> 3.3V"
printf("[info] main.c : HAL_Init ok! \\r\\n");

条件编译

在单片机开发过程中，需要大量的LOG信息；但是开发结束后，不需要一直打印（拖慢单片机速度）。
所以在main.h头文件添加：

#define Log 1 //打印Log信息，不想打印时改为0即可

再把.c文件中所有printf语句包裹上#id Log 与 #endif：

#if Log
printf("[info] main.c : HAL_Init ok! \\r\\n");
# endif

个性化串口输出

字符转ASCII码网站: 个性化

#define Log 1 //打印Log信息，不想打印时改为0即可
#if Log
printf("  _____  ______ _______ _    _ _____  _   _ \\r\\n");
printf(" |  __ )|  ____|__   __| |  | |  __ )( ) | |\\r\\n");
printf(" | |__) | |__     | |  | |  | | |__) |  )| |\\r\\n");
printf(" |  _  /|  __|    | |  | |  | |  _  /| . ` |\\r\\n");
printf(" | | ) )| |____   | |  | |__| | | ) (| |(  |\\r\\n");
printf(" |_|  )_)______|  |_|  (_____/|_|  )_(_| (_|\\r\\n");	  
# endif

可变参数宏

在Private includes中引入

#include <stdio.h>

在USER CODE BEGIN 0 添加

int fputc(int ch,FILE *f)
	uint8_t temp[1]=ch;
	HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2); //h-uart1需要根据自己的配置修改
	return ch;

在USER CODE BEGIN 0 添加

#define USER_LOG		//注释此行，不打印

#ifdef USER_LOG
#define user_main_printf(format,...) printf(format "\\r\\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_info(format,...) printf("[main]info:" format "\\r\\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_debug(format,...) printf("[main]debug:" format "\\r\\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_error(format,...) printf("[main]error:" format "\\r\\n",##__VA_ARGS__)
#else
#define user_main_printf(format,...)
#define user_main_info(format,...) 
#define user_main_debug(format,...)
#define user_main_error(format,...)
#endif

在while()中添加

以上是关于STM32CubeMX-HAL库开发笔记（常用语句）-基于Proteus仿真的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
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