stm32f407之MyDebugger（操作寄存器）

九、MyDebugger

已經學習了usart和DMA，因爲後面的學習，最好有一個直觀點的人性化的顯示終端。可以通過串口將數據和文字信息發送往電腦，然後在上位機軟件上觀察數據以及調試信息。爲此，我寫了一個文件，以供日後調試之用，命名爲MyDebugger。

首先，參照之前的程序，略加修改，將USART的接收功能全部去掉，DMA的配置分開，獨立寫成一個配置DMA的函數USART3_DMA_config()，把發送的部分寫到MyDebugger_Message(char *str_address, unsigned int str_len)函數內，很簡單地實現了一個發送字符消息的函數。然後寫一個操作板子上指示燈的函數，用以日後指示調試信息。具體的實現，請看下程序（實現MyDebugger的驗證程序）。

把驗證程序分離寫成頭文件形式。方便以後其他工程使用。把程序稍作修改，利用條件編譯，爲以後可能的添加其他通信方式提供方便。要使用USART3作爲調試通信方式，必須先定義宏MyDebug_with_USART3，如下圖所示：

實現MyDebugger的驗證程序：

/*********************************************
    標題：MyDebugger
    軟件平臺：IAR for ARM6.21
    硬件平臺：stm32f4-discovery
    主頻：168M
    
    描述：實現一個調試工具
          
    author：小船
    data：2012-02-04
**********************************************/
#include <stm32f4xx.h> 
#include <stdbool.h>

/******LED宏定義*******/
#define green 0x00001000
#define orange 0x00002000
#define red 0x00004000
#define blue 0x00008000

/******全局變量及類型聲明*******/
bool USART_DMA_Completed;
enum LED_State {on, off, turn};

/******函數聲明*******/
void LEDs_Init(void);
void USART3_DMA_config(void);
void USART3_config(void);
bool MyDebugger_Message(char *str_address, unsigned int str_len);
void MyDebugger_LEDs(uint32_t LED, enum LED_State state);

void main ()
{ 
  SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000); //設置systemtick一毫秒中斷
  SCB->AIRCR = 0x05FA0000 | 0x400;  //中斷優先級分組 搶佔：響應=3:1
  LEDs_Init();
  USART3_DMA_config();
  USART3_config();
  
  USART_DMA_Completed = 1;
  
  while(1)
  { 
    MyDebugger_Message("My name is Xian Yongwen\n", 
                            sizeof("My name is Xian Yongwen\n")/sizeof(char));
    
    MyDebugger_Message("廣東石油化工學院\n", 
                            sizeof("廣東石油化工學院\n")/sizeof(char));
  }
}

/*********************************************
  函數名：MyDebugger_Message
  參數：char *str_address  ：要發送的字符串地址
        unsigned int str_len  ：字符串的長度
  返回值：bool  是否操作成功
  功能：通過USART3發送信息
**********************************************/
bool MyDebugger_Message(char *str_address, unsigned int str_len)
{ 
    if( USART_DMA_Completed )  //之前數據已經發送完成
    {  
      DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE;   //除能DMA1_Stream3
      while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001); //確保DMA可以被設置     
      DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;  //傳送前清空DMA1_Stream3所有中斷標誌  
      DMA1_Stream3->M0AR = (uint32_t)str_address; //設置內存地址
      if((USART3->SR & (1<<7))) //發送數據寄存器空
      {
        USART3->CR3 &= ~(1<<7);//usart3 dma發送模式除能
        USART_DMA_Completed = 0;
        DMA1_Stream3->NDTR = str_len; //設置dma傳輸數據的數量
        DMA1_Stream3->CR |= 1;//使能dma
        USART3->CR3 |= (1<<7);//usart3 dma發送模式使能
        return true;
      } 
    } 
    return false;
}

/****************************************
  函數名：MyDebugger_LEDs
  參數：uint32_t LED  ：要操作哪些LED
        enum LED_State state  ：作何操作
  返回值：無
  功能：改變LED的狀態
****************************************/
void MyDebugger_LEDs(uint32_t LED, enum LED_State state)
{
  uint32_t tmp;
  switch (state)
  {
    case on:
      {
        GPIOD->BSRRL |= LED; 
        break;
      }
    case off:
      {
        GPIOD->BSRRH |= LED;
        break;
      }
    case turn:
      {
        tmp = (~GPIOD->ODR) & LED;   
        GPIOD->ODR &= ~LED;
        GPIOD->ODR |= tmp;
        break;
      } 
  }
}

/****************************************
  函數名：USART3_DMA_config
  參數：無
  返回值：無
  功能：DMA1數據流3與usart3關聯的相關配置
****************************************/
void USART3_DMA_config(void)
{
  RCC->AHB1ENR |= (1<<21); //使能DMA1時鐘
  DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE; //除能DMA1_Stream3
  while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001);//確保DMA可以被設置
  
  DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;//傳送前清空DMA1_Stream3所有中斷標誌
  
  DMA1_Stream3->PAR = (uint32_t)&USART3->DR;//設置外設地址USART3->DR地址0x40004804
                                             //設置內存地址
  DMA1_Stream3->FCR &= 0x00000000;
  DMA1_Stream3->FCR |= (1<<7);//設置fifo
  /*
    設置dma通道4，即usart3tx
    優先級最高
    傳輸方向內存到外設
    內存遞增模式
    傳輸完成中斷使能
  */
  DMA1_Stream3->CR |= (0x08000000 | 0x00030000 | (1<<6)
                       | (1<<10) | (1<<4) | (1<<2)|(1<<1)); 
  
  NVIC->IP[14] = 0xA0;
  NVIC->ISER[0] |= (1<<14);
  
}

/**************************
  函數名：USART3_config
  參數：無
  返回值：無
  功能：配置usart3
************************/
void USART3_config(void)
{
  RCC->APB1ENR |= (1<<18);  //使能usart3時鐘
  RCC->AHB1ENR |= 0x00000008; //使能GPIOD時鐘
  USART3->BRR = 0x0000016C;   //波特率115200
  /*
   使能usart3
  usart3發送使能
  8bit
  一位停止位
  無校驗
  */
  USART3->CR1 |= ( ( 1<<13 ) | ( 1<<3 ) ); 
  
  GPIOD->AFR[1] |= 0x00000077;//選擇PD8,9複用功能 
  
  GPIOD->MODER &= 0xFFF0FFFF; //設置PD8,9,複用模式
  GPIOD->MODER |= 0x000A0000; 
    
  GPIOD->OSPEEDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8速度50m
  GPIOD->OSPEEDR |= 0x00020000;
  
  GPIOD->PUPDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8
  GPIOD->PUPDR |= 0x00010000;
}

/****************************************
  函數名：LEDs_Init
  參數：無
  返回值：無
  功能：初始化板子上的LED
****************************************/
void LEDs_Init(void)
{
  RCC->AHB1ENR |= 0x00000008; //使能GPIOD時鐘
  
  GPIOD->MODER &= 0x00FFFFFF; //設置PD12,13,14,15輸出
  GPIOD->MODER |= 0x55000000; 
  
  GPIOD->OTYPER &= 0xFFFF0FFF; //設置PD12,13,14,15推輓輸出
  
  GPIOD->OSPEEDR &= 0x00FFFFFF; //PD12,13,14,15 速度100m
  
  GPIOD->PUPDR &= 0x00FFFFFF;  //PD12,13,14,15 無上拉無下拉
  
  GPIOD->BSRRH = 0xf000;  //reset register GPIOx_BSRRH, write only
                          //set register GPIOx_BSRRL, write only
}

void DMA1_Stream3_IRQHandler(void)
{
  if(DMA1->LISR & 0x08000000)//DMA傳輸完成
  {
    USART_DMA_Completed = 1;
    DMA1->LIFCR |= 0x08000000;//清除中斷標誌
  }
  if(DMA1->LISR & 0x03000000)     //如果發生傳輸錯誤或直接模式錯誤，亮橙色LED
  {
    MyDebugger_LEDs( orange, on);
    DMA1->LIFCR |= 0x03000000;
  }
  if(DMA1->LISR & (1<<22))  //如果發生fifo錯誤，亮紅色指示燈
  {
    MyDebugger_LEDs( red, on);
    DMA1->LIFCR |= (1<<22);
  }
}

實用程序：

頭文件：MyDebugger.h

// file:MyDebugger.h

#ifndef __MyDebugger_H #define __MyDebugger_H #include <stm32f4xx.h> #include <stdbool.h> /******LED宏定義*******/ #define green 0x00001000 #define orange 0x00002000 #define red 0x00004000 #define blue 0x00008000 /******全局變量及類型聲明*******/ enum LED_State {on, off, turn}; /******函數聲明*******/ void MyDebugger_Init(void); bool MyDebugger_Message(char *str_address, unsigned int str_len); void MyDebugger_LEDs(uint32_t LED, enum LED_State state); #endif

源文件：MyDebugger.c

// file:MyDebugger.c
#include <MyDebugger.h> 

#ifdef MyDebug_with_USART3

bool USART_DMA_Completed = true;

/****************************************
  函數名：USART3_DMA_config
  參數：無
  返回值：無
  功能：DMA1數據流3與usart3關聯的相關配置
****************************************/
void USART3_DMA_config(void)
{
  RCC->AHB1ENR |= (1<<21); //使能DMA1時鐘
  DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE; //除能DMA1_Stream3
  while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001);//確保DMA可以被設置
  
  DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;//傳送前清空DMA1_Stream3所有中斷標誌
  
  DMA1_Stream3->PAR = (uint32_t)&USART3->DR;//設置外設地址USART3->DR地址0x40004804
                                             //設置內存地址
  DMA1_Stream3->FCR &= 0x00000000;
  DMA1_Stream3->FCR |= (1<<7);//設置fifo
  /*
    設置dma通道4，即usart3tx
    優先級最高
    傳輸方向內存到外設
    內存遞增模式
    傳輸完成中斷使能
  */
  DMA1_Stream3->CR |= (0x08000000 | 0x00030000 | 
                        (1<<6) | (1<<10) | (1<<4)); 
  
  NVIC->IP[14] = 0xA0;
  NVIC->ISER[0] |= (1<<14);
}

/**************************
  函數名：USART3_config
  參數：無
  返回值：無
  功能：配置usart3
************************/
void USART3_config(void)
{
  RCC->APB1ENR |= (1<<18);  //使能usart3時鐘
  RCC->AHB1ENR |= 0x00000008; //使能GPIOD時鐘
  USART3->BRR = 0x0000016C;   //波特率115200
  /*
   使能usart3
  usart3發送使能
  8bit
  一位停止位
  無校驗
  */
  USART3->CR1 |= ( ( 1<<13 ) | ( 1<<3 ) ); 
  
  GPIOD->AFR[1] |= 0x00000077;//選擇PD8,9複用功能 
  
  GPIOD->MODER &= 0xFFF0FFFF; //設置PD8,9,複用模式
  GPIOD->MODER |= 0x000A0000; 
  
//  GPIOD->OTYPER &= 0xFFFFDFFF; //設置PD9推輓輸出
  
  GPIOD->OSPEEDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8速度50m
  GPIOD->OSPEEDR |= 0x00020000;
  
  GPIOD->PUPDR &= 0xFFFCFFFF; //PD8
  GPIOD->PUPDR |= 0x00010000;
}

void DMA1_Stream3_IRQHandler(void)
{
  if(DMA1->LISR & 0x08000000)//DMA傳輸完成
  {
    USART_DMA_Completed = 1;
    DMA1->LIFCR |= 0x08000000;//清除中斷標誌
  }
}
#endif

/*********************************************
  函數名：MyDebugger_Message
  參數：char *str_address  ：要發送的字符串地址
        unsigned int str_len  ：字符串的長度
  返回值：bool  是否操作成功
  功能：通過USART3發送信息
**********************************************/
bool MyDebugger_Message(char *str_address, unsigned int str_len)
{   
#ifdef MyDebug_with_USB
    bool USB_Actioned;
#endif
    
#ifdef MyDebug_with_USART3
    bool USART3_Actioned;
    if( USART_DMA_Completed )  //之前數據已經發送完成
    {  
      DMA1_Stream3->CR &= 0xFFFFFFFE;   //除能DMA1_Stream3
      while(DMA1_Stream3->CR & 0x00000001); //確保DMA可以被設置     
      DMA1->LIFCR |= 0x0f800000;  //傳送前清空DMA1_Stream3所有中斷標誌  
      DMA1_Stream3->M0AR = (uint32_t)str_address; //設置內存地址
      if((USART3->SR & (1<<7))) //發送數據寄存器空
      {
        USART3->CR3 &= ~(1<<7);//usart3 dma發送模式除能
        USART_DMA_Completed = 0;
        DMA1_Stream3->NDTR = str_len; //設置dma傳輸數據的數量
        DMA1_Stream3->CR |= 1;//使能dma
        USART3->CR3 |= (1<<7);//usart3 dma發送模式使能
        USART3_Actioned = 1;
      } 
    }
#endif
    
#ifdef MyDebug_with_USB
//以後或許實現用USB發送調試信息的代碼
    
       //如果操作USB成功
        USB_Actioned = 1;
#endif

#ifdef MyDebug_with_USART3
  #ifndef MyDebug_with_USB    
    return USART3_Actioned;
  #endif  
#endif

#ifdef MyDebug_with_USB
  #ifndef MyDebug_with_USART3    
    return USB_Actioned;
  #endif  
#endif

#ifdef MyDebug_with_USART3
  #ifdef MyDebug_with_USB    
    return (USART3_Actioned | USB_Actioned);
  #endif
#endif    
}

/****************************************
  函數名：LEDs_Init
  參數：無
  返回值：無
  功能：初始化板子上的LED
****************************************/
void LEDs_Init(void)
{
  RCC->AHB1ENR |= 0x00000008; //使能GPIOD時鐘
  
  GPIOD->MODER &= 0x00FFFFFF; //設置PD12,13,14,15輸出
  GPIOD->MODER |= 0x55000000; 
  
  GPIOD->OTYPER &= 0xFFFF0FFF; //設置PD12,13,14,15推輓輸出
  
  GPIOD->OSPEEDR &= 0x00FFFFFF; //PD12,13,14,15 速度100m
  
  GPIOD->PUPDR &= 0x00FFFFFF;  //PD12,13,14,15 無上拉無下拉
  
  GPIOD->BSRRH = 0xf000;  //reset register GPIOx_BSRRH, write only
                          //set register GPIOx_BSRRL, write only
}

/****************************************
  函數名：MyDebugger_LEDs
  參數：uint32_t LED  ：要操作哪些LED
        enum LED_State state  ：作何操作
  返回值：無
  功能：改變LED的狀態
****************************************/
void MyDebugger_LEDs(uint32_t LED, enum LED_State state)
{
  uint32_t tmp;
  switch (state)
  {
    case on:
      {
        GPIOD->BSRRL |= LED; 
        break;
      }
    case off:
      {
        GPIOD->BSRRH |= LED;
        break;
      }
    case turn:
      {
        tmp = (~GPIOD->ODR) & LED;   
        GPIOD->ODR &= ~LED;
        GPIOD->ODR |= tmp;
        break;
      } 
  }
}

/*********************************************
  函數名：MyDebugger_Init
  參數：無
  返回值：無
  功能：初始化MyDebugger
**********************************************/
void MyDebugger_Init(void)
{
  LEDs_Init();
  
#ifdef MyDebug_with_USART3
  USART3_DMA_config();
  USART3_config();
#endif
}

主程序文件：main.c

/*********************************************
    標題：MyDebugger
    軟件平臺：IAR for ARM6.21
    硬件平臺：stm32f4-discovery
    主頻：168M
    
    描述：實現一個調試工具
          
    author：小船
    data：2012-02-04
**********************************************/
#include <stm32f4xx.h> 
#include <MyDebugger.h> 

uint32_t Gb_TimingDelay;

void Delay(uint32_t nTime);

void main ()
{ 
  SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000); //設置systemtick一毫秒中斷
  //char test[15] = {0, 1, 2, 3, 4,  10, 11, 12, 13, 14, 15, 0xfe, 0xf0, 0x07, 0x09};
  SCB->AIRCR = 0x05AF0000 | 0x400;  //中斷優先級分組 搶佔：響應=3:1
  MyDebugger_Init();
  while(1)
  { 
    MyDebugger_Message("My name is Xian Yongwen\n\r", 
                            sizeof("My name is Xian Yongwen\n\r")/sizeof(char));
    
    MyDebugger_LEDs(blue, on);
    Delay(500);
    
    MyDebugger_Message("廣東石油化工學院\n\r", 
                            sizeof("廣東石油化工學院\n\r")/sizeof(char));
    
    MyDebugger_LEDs(blue, off);
    Delay(500);
  }
}

void Delay(uint32_t nTime)
{ 
  Gb_TimingDelay = nTime;

  while(Gb_TimingDelay != 0);
}

void SysTick_Handler(void)
{
  if (Gb_TimingDelay != 0x00)
  { 
    Gb_TimingDelay--;
  }
}

運行結果：

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