Stm32 UART

여기서는 Stm32 시리얼통신에 관해서 설명한다. 시리얼 통신에 관해서는 http://www.ni.com/white-paper/2895/ko/ 글을 참조하자.

시리얼통신은 두 선만 연결하면 서로 정보를 주고 받을 수 있다. 두 선을 각각 Rx, Tx 라고 부른다. 정보를 수신하는 선을 Rx, 송신하는 선을 Tx라고 한다. (그라운드 선까지 합치면, 총 Rx,Tx,GND 선이 필요하다.) 그래서 시리얼통신은 양방향 통신이다. 하드웨어간의 통신으로 많이 쓰이고, 디버깅에도 많이 쓰이기 때문에 잘 알아 두어야 한다.

Stm32 Value line discovery보드는 USART 모듈이 2개 있다. USART1, USART2가 그것이다.

UART에 관한 자세한 내용은 Stm32F103응용.pdf 파일을 참고하자.

이 예제는 Stm32 Value line discovery 보드를 디버깅하기 위한 시리얼포트 통신 소스다. 특히 자이로센서, 가속센서 정보를 포트에서 입력받아 시각화하는 문제를 처리하기위해 연구했다. 센서로부터 받은 아날로그 입력 값을 그래프화 시키기위해 시리얼 통신으로 아두이노 보드에 입력하고, 아두이노 보드는 다시 컴퓨터와 시리얼 통신을해서 최종적으로 Processing으로 구현된 Graphic System으로 결과물을 출력하게 한다. 간단한 방법은 Stm32 보드에서 바로 컴퓨터와 시리얼 통신을 하는 것인데, 아직 그 부분은 이해하지 못했다.

Stm32 보드를 USB포트로 시리얼 통신하는 방법은 Stm32 Serial debugging 문서를 참조하자.

USART, UART, Serial 에 관한 문서는 http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_asynchronous_receiver/transmitter 에서 확인하자. 간단히 표현하면 다음과 같다. USART > UART > Serial

이 예제는 STM32\stm32vldiscovery_package\Project\Examples\Serial 폴더에 있다. STM32 Value line discovery 용으로 만들어진 예제다.

시리얼 통신 Rx,Tx 설정

PA10-Rx, PA9-Tx 로 포트를 설정한다. 포트를 Alternate Function 모드로 설정한 것에 주목하자. I2C설정도 이와 비슷하다.

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

// RCC Configuration
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	

// Port 설정
// PA9  - Tx
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

// PA10  - Rx
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

USART 설정

ADC, DAC 문서를 숙지했다면, USART 또한 크게 다를게 없다는 것을 알 수 있다. 클럭을 설정하고, USART에 관한 옵션을 선택하고, Enable을 설정하면 된다. 전송은 크기는 1 바이트 단위이고, 1 초에 9600 비트를 전송할 수 있다. 이 전송량을 넘어가면 비트가 밀려서 결과적으로 전체 정보가 깨지게 된다. 보드 레이트를 주의해서 설정하자. 테스트 결과 19200까지 잘 작동한다. USART에 대한 자세한 내용은 매뉴얼을 참조하자.

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

// RCC Configuration
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );

// UART Port 설정
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);

시리얼 통신

한 바이트씩 정보를 송신한다. USART_SendData2() 함수는 기존 stm32f10x_usart.h 파일에 선언된 USART_SendData() 함수와 기능적으로 거의 같지만, 함수 인자가 unsigned short 에서 short 바꼈다는 점에서 다르다. unsigned short가 함수인자가 되면, 음수로 된 정보를 송신할 때, 문제가 생길 수 있다.

void print_byte(short  c)
{
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)==RESET);
    USART_SendData2(USART1, c);
}

void loop(void)
{
    print_byte( '1' );
    osa_mdelay(100);
	
    print_byte( '0' );		
    osa_mdelay(100);	
}

최종 예제 코드

이 예제는 STM32 에서 '1' 과 '0' 정보를 시리얼 통신을 통해 보낸다. RxTx 포트는 각각 PA10, PA9 번 포트다. 이 포트를 아두이노 보드의 RxTx 포트에 연결한다. 정확히 말하면, STM32 Rx -> Arduino Tx, STM32 Tx -> Arduino Rx 와 연결한다. 아두이노 보드는 시리얼포트를 읽어 '1' 일 때와 '0'일 때 각각 다른 값으로 시리얼 통신을 하게 한다. 아두이노와 PC가 연결된 상태라면, Processing으로 만들어진 프로그램이 시리얼 통신으로 데이터를 받아 그래픽으로 표현한다.

날개 프로젝트에서는 자이로센서 정보, x,y,z 가속센서 정보 x,y,z 를 시리얼 통신으로 아두이노에 전달하고, 아두이노는 다시 PC로 정보를 전달하게 한다. 최종적으로 Processing 에서는 그 정보를 화면에 그래픽으로 표현하게 한다.

STM32 보드에서 Processing과 시리얼 통신이 가능하다면, 아두이노를 통할 필요가 없다. 아직 그 방법을 찾지 못했다.

이 소스는 실제 예제소스와 조금 차이가 날 수 있다.

#include "stm32f10x.h"

void __attribute__((weak)) osa_mdelay(unsigned int msec);
void print_byte(unsigned short  c);

 void setup(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    // RCC Configuration
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	

    // Port 설정
    // PA9  - Tx
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // PA10  - Rx
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // UART Port 설정
    USART_InitStructure.USART_BaudRate    = 9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength   = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits    = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity    = USART_Parity_No ;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode    = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void loop(void)
{
    print_byte( '1' );
    osa_mdelay(1000);
	
    print_byte( '0' );		
    osa_mdelay(1000);	
}

int main(void)
{
    setup();

    while(1)
    {
        loop();
    }
}

void __attribute__((weak)) osa_mdelay(unsigned int msec)
{
	uint32_t temp;
	SysTick->LOAD=(uint32_t)msec*(HSE_VALUE/1000);
	SysTick->VAL =0x00;		// clear Count flag
	SysTick->CTRL=0x01;
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}
	while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));	// wait Count flag set
	SysTick->CTRL=0x00;
	SysTick->VAL =0X00;
}

void __attribute__((weak)) delay_us(unsigned int usec)
{
	uint32_t temp;
	SysTick->LOAD=(uint32_t)usec*(HSE_VALUE/1000000);
	SysTick->VAL =0x00;		// clear Count flag
	SysTick->CTRL=0x01;
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}
	while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));	// wait Count flag set
	SysTick->CTRL=0x00;
	SysTick->VAL =0X00;
}

void print_byte(unsigned short  c)
{
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)==RESET);
	USART_SendData(USART1, c);
}

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레퍼런스

http://lifeseed.tistory.com/78

Stm32 UART - FabLabSeoul/WingProject GitHub Wiki

STM32 UART

시리얼 통신 Rx,Tx 설정

USART 설정

시리얼 통신

최종 예제 코드

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