1.STM32F103正点原子学习笔记系列——串口
2.STM32F103正点原子学习笔记系列——高级定时器
3.如何使用MDK5.0建立STM32F103工程
4.Android OTG USB串口通信
5.FreeRTOSv202212.01移植到STM32
6.Dynamixel伺服舵机控制

STM32F103正点原子学习笔记系列——串口

       数据通信的源码基础概念涉及到串行和并行通信、单工、源码半双工、源码全双工通信以及同步、源码异步通信。源码串行通信仅需一根线传输数据，源码跳到底部源码而并行通信则需要多根线。源码通信方向的源码分类包括单工（数据单向传输）、半双工（双向传输需分时进行）和全双工（同时双向传输）。源码同步通信共享同一时钟信号，源码而异步通信则通过在数据中加入起始位和停止位来同步。源码

       串口（RS）是源码按位发送和接收的接口，常见的源码有RS、RS和RS等。源码RS接口的源码典型配置包括数据输出（TXD）和数据输入（RXD），以及地线（GND）。在Stm中，主要关注的接口是TXD、RXD和GND。RS与CMOS/TTL电平之间存在差异：RS的逻辑1为-~-3V，逻辑0为+3~+V，而CMOS电平的逻辑1为3.3V，逻辑0为0V。TTL电平的逻辑1为5V，逻辑0为0V。由于电平的不兼容，CMOS/TTL不能直接与RS进行信息交换。

       RS通信协议包括：启动位（必须占1位，电平为逻辑0），如何阅读springaop源码有效数据位（可选5-9位，LSB在前，MSB在后），校验位（可选1位，可不设置），以及停止位（必须有，可选0.5-2位，电平为逻辑1）。RS异步通信协议的这些要素是通信过程中的关键组成部分。

       STM的USART（通用同步异步收发器）可以与外部设备进行全双工异步通信，其主要特征包括数据寄存器（DR）、波特率部分、波特率寄存器（BRR）等。在进行读写操作时，只能操作数据寄存器。USART的波特率部分依赖于挂载在哪个时钟总线上，如APB1或APB2。在设置波特率时，需要计算USARTDIV的值，该值取决于挂载的时钟频率和使用的波特率。

       HAL库为STM提供了外设初始化和中断回调机制，MspInit()是一个留给用户定义的接口，用于完成GPIO、NVIC、CLOCK等的初始化。串口USART的初始化涉及到GPIO的配置、时钟通道的选择、中断优先级的转折尺指标源码设置等。通过HAL库的函数，可以以中断或阻塞的方式实现USART/UART的异步通信。

       IO引脚的复用功能使得GPIO端口既能够用于输入/输出，也能被其他非GPIO外设控制。在F1系列的STM中，有多种引脚复用配置选项，允许用户根据需求灵活配置。

       编程实战和源码解读部分则涉及到实际的项目开发和代码理解，包括如何在特定项目中应用上述通信原理和库函数，以及如何通过阅读和分析源码来深入理解底层实现和优化代码。

STMF正点原子学习笔记系列——高级定时器

       高级定时器简介：TIM1/TIM8包含位递增、递减、中心对齐计数器（0至），具备位预分频器（分频系数1至）。它们用于触发DAC与ADC，并在更新事件、触发时间、输入捕获、输出比较时产生中断/DMA请求。高级定时器提供4个独立通道，用于输入捕获、输出比较、输出PWM及单脉冲功能。高级定时器能够根据外部信号控制，支持编码器和霍尔传感器电路。此外，它们具备重复计数器功能、可编程的新仙侣奇缘源码互补输出、断路输入以实现用户自定义的安全配置。

       高级定时器框图展示其内部结构，包括计数器、预分频器、中断控制单元、通道配置、输出控制等关键组件。

       高级定时器输出指定个数PWM实验通过设置重复计数器RCR实现。除最后一个PWM输出外，其余PWM输出仅需配置RCR值，更新事件会在RCR+1次溢出时触发。

       高级定时器输出指定个数PWM实验原理：确保在进行PWM输出时，将MOE（输出使能）设置为1，并在TIMx_BDTR寄存器中配置互补输出功能。在初始化函数中调用相关HAL库函数配置定时器实例、预分频器、重复计数器值等关键参数。然后配置GPIO和定时器中断，开启PWM输出。通过中断函数，根据需要触发更新事件，并控制PWM计数器。

       课堂源码与例程的区别在于，课堂源码通过调用HAL库中断处理函数并进入回调函数，而例程直接在中断函数内进行用户代码编写，跳过了HAL库的中断处理流程。

       高级定时器输出比较模式实验涉及PWM周期由ARR决定，占空比固定为%，Pep8 源码相位由CCRx控制。配置相关HAL库关键结构体实现输出比较模式，包括初始化定时器实例、配置比较模式、输出极性、比较值等，通过设置定时器的比较寄存器值来控制PWM占空比。

       高级定时器互补输出带死区控制实验包括H桥应用，通过增加死区时间控制避免元器件延迟导致的输出冲突。设置MOE为1开启输出，配置死区时间、刹车功能和输出空闲状态，实现互补输出和死区控制。

       高级定时器PWM输入模式实验涉及通道1和通道2的使用，通过TIM3CH2输出PWM，将PWM输入到TIM8CH1进行测量。配置采样频率、PSC和ARR以确保准确的测量结果，并通过HAL库函数实现输入捕获功能。中断服务函数负责读取计数器值和捕获事件。

如何使用MDK5.0建立STMF工程

       1.解压stmfx_stdperiph_lib.zip 可以从ST官方网站免费下载。

       2.创建一个Demo文件夹

        2.1 新建子文件夹User，用于存放用户源程序

        2.2 新建子文件夹Project，用户KEIL工程文件

        2.3 在Project下依次创建Obj和List子文件夹，存放编译过程中产生的中间文件。

       3. 复制源代码到Demo文件夹

        3.1 将stmfx_stdperiph_lib\STMFx_StdPeriph_Lib_V3.1.2Libraries文件整体复制到Demo文件夹下。这就是ST的标准库，是以源代码形式提供的。

        3.2 将库中的演示代码IOToggle中的文件复制到Demo\User文件夹.

       4. 新建一个Keil MDK工程

        4.1 启动Keil MDK，点击菜单 New uVision Project，然后按向导进行操作

        4.2 选择CPU类型为 STMFZE （这是安富莱STM开发板采用CPU类型）

        4.3 当提示是否复制启动代码时，请选择否。（我们用最新的库中的启动代码，不用Keil软件自带的旧版本启动文件）

        4.4 根据自己的需要修改Target名字。（名字任意）

        4.5 为了便于代码管理，在这个Project下创建几个Group (名字可以任意)

        User : 存放用户自己写的源代码

        RVMDK : 存放启动文件（汇编文件）

        StdPeriph_Driver : 存放ST标准库文件

        CMSIS : 存放CMSIS接口文件（这也是库的一部分）

        4.6 创建好Group后，我们开始依次添加文件。

       5. 修改源代码。我们将修改main.c 文件，换成我们自己跑马灯程序。

       6. 配置工程, 点击“Options”按钮

        6.1 切换到Output。

        选择Object文件夹。

        在Create Hex File 前打钩。

        6.2 切换带Listing。

        选择Listings文件夹

        6.3 切换到C/C++

        添加两个预编译宏 STMFX_HD, USE_STDPERIPH_DRIVER （这是ST库用到了这两个宏）

        修改Includes路径

        6.4 切换到Debug

        选择硬件调试器（缺省是软件仿真），我们选择Cortex-M3 J-Link调试器

        再 Run to main前打钩

        6.4 切换到Utilities

        选额调试器类型，我们选择Cortex-M3 J-Link

        点settings按钮，添加Flash编程算法，我们选择STM高密度器件，Flash容量K字节

       7. 配置工程完毕。下面开始编译。

       8. 编译OK，开始调试。

       9. 教程结束。

Android OTG USB串口通信

       实现Android手机与单片机（使用STMF）通过OTG接口进行USB串口通信，需准备三星S9手机、OTG转换器、Nucleo-stmF开发板、USB数据线、CPUSB to TTL适配器。平台采用Android studio与STMCubeMX。

       在STM端，利用System Workbench for STM和STMCubeMX进行开发，其中关键步骤包括：将CP的5V电源连接至STM的5V电源（无需额外供电），地线连接至地线，TX连接至STM的USART1_RX引脚（PA），RX连接至USART1_TX引脚（PA9）。

       STM端主要使用STM的HAL库编写代码，具体实现细节非全代码提供。

       在Android端，可参考以下资源实现OTG功能调试与USB串口通信：Android手机OTG功能调试USB串口的demo源码程序，在Android studio中运行调试。此过程涉及设置手机OTG模式、配置USB设备参数、读写数据流等。

       通过以上步骤，成功实现了Android手机与STM单片机之间的USB串口通信，确保了数据的双向传输，为后续数据处理提供了基础。

FreeRTOSv.移植到STM

       介绍

       将FreeRTOSv.移植到STMFC8T6单片机的过程概述。此版本为当前最新，适用于开发者进行系统级编程。

       硬件平台

       选用STMFC8T6作为移植目标，此型号单片机提供丰富的外设资源，适合各种嵌入式应用。

       软件架构与操作步骤

       1. 从freertos.org/zh-cn-cmn下载源代码。注意，V9.0以后版本由Amazon收购后开发，V9.0被认为较为稳定。本文档介绍的移植方法适用于最新版本，与旧版本相比，源代码变化不大，可进行对比学习。

       2. 解压源码并复制FreeRTOS目录内容至项目目录下。删除除Source文件夹外的所有文件，Source文件夹是核心模块，包含实际移植所需的文件。

       3. 进入Source文件夹，删除非源代码文件，保留include和portable目录，前者包括头文件，后者为接口文件。

       4. 进入Source下的portable文件夹，删除非必要的文件和文件夹（如RVDS和MemMang），仅保留与M3内核相关的ARM_CM3接口文件以及heap_4.c，其余可保留但暂不使用。

       5. 从FreeRTOSv.\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STMF_Keil复制FreeRTOSConfig.h至include文件夹。此配置文件用于系统裁剪。

       6. 将保留的文件添加到工程中，并配置文件路径。确保编译无错误。

       创建任务的详细步骤

       在main.c文件中，创建任务。关注stmfx_it.h文件，增加xPortSysTickHandler外部声明，并注释掉SVC_Handler和PendSV_Handler。SysTick_Handler作为定时器回调函数，用于调度处理。

       在FreeRTOSConfig.h中添加中断宏定义，由port.c中的汇编语言实现，用于任务启动和切换。设置INCLUDE_xTaskGetSchedulerState为1。

       在main.h中加入RTOS头文件，包含操作系统所需的所有调用文件。

       至此，重新编译即可运行程序。最后，确保工程总目录包含标准库stdlib（3.5.0版本），以支持完整的硬件抽象层。

Dynamixel伺服舵机控制

       舵机，作为一种电机执行器，具备角度持续变化与保持输出的特性。我最早接触舵机是在制作固定翼模型飞机时，利用KT泡沫板裁剪、热熔胶固定机身，安装无刷电机在机头，以及两翼和尾翼上的舵机，分别控制副翼和航向。当时由于是学生，预算有限，常用的是9克SG塑料舵机和银燕ESMAII，它们轻便、成本低且适合小型负载。这类舵机通过单片机输出PWM信号控制，但资源消耗高，不适合精细控制的机器人。

       AX-A伺服舵机是更高级的选择，它具备精准的位置和速度控制、柔性驱动、状态反馈、系统报警、总线通讯与分布式控制等特点。本文将以Dynamixel AX-A伺服舵机为例，使用STMF控制器，详细讲解其控制原理、方法与代码，适用于Dynamixel其他系列舵机。

       AX-A的通讯协议需要通过总线将多个不同ID的舵机连接，控制器发送指令包至舵机，舵机反馈状态包回传。指令包格式包括帧头、ID、长度、执行指令码、附加信息与校验码。配置USART3作为串口，设置波特率为，广播ID（0xFE）用于设置舵机波特率。指令包由帧头、ID、长度、指令码（0x）、写入地址（0x）与目标值（0x）组成，通过计算校验码确保通信准确性。设置函数BaudRateSetup()实现波特率同步。

       为了知道每个舵机的ID，可以采用广播ID（0xFE）进行ID设置，通过读写EEPROM区地址3的ID条目来定制ID值。设置函数SetID()使用类似方法实现，包含ID地址、写入值与校验码。指示灯设置函数SetLED()通过RAM区地址的值控制指示灯状态。

       完成舵机配置后，通过硬件电路连接，包括USART3的PB与舵机data线、3S航模电池供电。主函数调用配置函数后，指示灯由熄灭变为红色常亮，表明波特率和ID设置成功。

       AX-A舵机有两种工作模式：轮子模式与关节模式。轮子模式实现°无限旋转，关节模式则在设定角度内运动。通过代码实现这两种模式的切换，展示舵机的灵活性与控制能力。

       完整示例代码包含头文件和源代码，具体实现步骤请参考数据手册与以上介绍，编写功能丰富的控制函数。