ARMアーキテクチャ用のSTM32およびmikroCコンパイラの最初のステップ-パート3-UARTおよびGSMモジュール

さて、マイクロコントローラーのプログラミングについて少し学んだので、それを外部の世界と接続してみましょう。 STM32ハードウェアインターフェイスモジュールは、多くの異なる外部インターフェイスをサポートしています。 最も一般的に使用されるUARTインターフェースから始めましょう。 こことここでどんな種類のインターフェースが読めるか。



MKをUART経由でコンピューターに接続してみましょう。 これを行うには、PL2303チップに基づいた単純なUSB-UART TTL（3.3V）（MKが3.3 Vレベルであることを忘れないでください）コンバーターを使用します。



STM32には3つのUARTインターフェイスがあります。 使用する前に、MKでシリアルトランシーバーを構成する必要があります。 これを行うには、次のコマンドを使用します。

UART_Init(baud_rate);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このコマンドは、標準パラメーター（ハードウェアパリティなしの8データビット）でbaud_rate速度（たとえば、9600または19200 kbs）でUARTを起動します。



非標準モードでUARTを起動する必要がある場合は、次を使用します。

 UARTx_Init_Advanced(baud_rate, data_bits, parity, stop_bits);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ここに：

• baud_rate-ポート速度。
• data_bits-データビット数。構造体_UART_5_BIT_DATA、_UART_6_BIT_DATA、_UART_7_BIT_DATA、_UART_8_BIT_DATAを使用できます。
• パリティ -パリティ（ _UART_NOPARITY、_UART_EVENPARITY、_UART_ODDPARITY ）、それぞれ、パリティなし、パリティ、奇数パリティ。
• stop_bits-ストップビットの数（ _UART_ONE_STOPBIT、_UART_TWO_STOPBITS ）-それぞれ1または2ストップビット。

データバイトをUARTに転送するには、次を使用します。

 UARTx_Write(unsigned int _data); UARTx_Write(char _data);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

または、データの配列の場合（テキストまたは値のセットに関係なく）、関数に渡します。

 UARTx_Write_Text(char * UART_text);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

配列へのポインターを使用します。



簡単なプログラムを書きましょう：

 char ourtext[] = "Hellow world"; char *txt_pnt; void main() { UART1_INIT (19200); delay_ms (5); //  5  txt_pnt = &ourtext; UART1_Write_Text(txt_pnt); while (1) { } {
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

RX STM32をTXコンバーターに接続し、 TX STM32をRXコンバーターに接続し、コンピューターのUSBポートに挿入します。 ターミナルプログラムを開き（ PuTTYを使用）、シリアルモード、ポート速度（19200 kbsなど）およびUSB-TTLコンバーターの接続時に表示されるCOMポートを選択します（デバイスマネージャーの[COMおよびLPTポート]ブランチで確認できます）。 OPEN。」 ターミナルウィンドウにテキストが表示されます。







数バイトのデータを連続して送信することにより、前のデータの送信が終了したかどうかを制御する必要があります。 各UARTには独自のステータスレジスタがあります。



USART1_SR 。 USART1_SRbits.TCビットは転送の終了を担当し、 UARTx_Write_Text（char * UART_text）関数自体は、次のバイトを送信する前に、前のバイトの転送の完了を制御します。



UARTマイクロコントローラーからデータを読み取るには、次の関数を使用します。

 char UARTx_READ()
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

UARTのバッファに受信バイトがあることを知るために、次の関数を使用します。

 UART_Data_Ready()
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

受信したバイトがバッファにある場合は1を返し、ない場合は0を返します。 この場合、コントローラーUARTが何かを受け入れたかどうかを常に監視する必要があります。 たとえば、ボードのLEDを点灯する文字「A」（ASCIIコード65）を受け取ったときに試してみましょう。

 void main() { GPIO_Digital_Output(&GPIOb_BASE, _GPIO_PINMASK_1); UART1_INIT (19200); delay_ms (5); UART1_Write_Text("WAIT CHAR A"); while(1) { if (UART1_Data_Ready()) //       UART { if (UART1_READ()== 65) //    65 { GPIOb_ODR.b1 = 1; //   } } } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

常にUARTレジスタのステータスをポーリングすることでMKを占有しないために、割り込みを使用できます（および使用する必要があります）。 次のバイトを受信すると、UARTからハードウェア割り込みが呼び出され、シリアルインターフェイスで受信したデータを処理できます。 「RX UART」イベントで割り込みを有効にするには、使用するUARTモジュールのレジスタCR1のRXNEIEビットに論理値1を書き込む必要があります。

 UART1_init (19200); NVIC_IntEnable(IVT_INT_USART1); //    IVT_INT_USART1 EnableInterrupts(); //   USART1_CR1bits.RXNEIE = 1; //      delay_ms (5);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

タイマーと同様に、割り込みが発生すると、サブルーチンが呼び出されます。

 void our_int() iv IVT_INT_USART1 { if (UART1_READ()== 65) GPIOb_ODR.b1 = 1; //   A =   if (UART1_READ()== 66) GPIOb_ODR.b1 = 0; //   B =   }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

UARTを使用すると、MKをコンピューターだけでなく、多くの周辺機器にも接続できます。 たとえば、広く利用可能なGSMモジュールSIM800Lを考えてみましょう。 このモジュールはすでに小さなボードにはんだ付けされています。 そのような安価は中国で注文することができます。 モジュールの操作に必要なすべての信号は、このボードのピンに出力されます。さらに、ボードにはSIMカード用のホルダーがあります。







唯一不便なのは、このボードに3.7〜4.2 Vの電圧を供給する必要があるため、外部リチウム電池を接続するか、4.1 Vの出力電圧に変換する必要があることです。 、私は、特定の問題ではないと思います。



RXモジュールがTX MKに、またその逆も同様であることを忘れずに、モジュールをMKに接続します。 Mapleミニモジュールの場合、 RXを26ピン（PA9 / UART1TX）に、TXを25（PA10 / UART1RX）に接続します。



モジュールと通信するために、いわゆるATコマンドが使用されます。 これは、モデムが理解し、それらに応じて特定のアクションを実行する端末コマンドのセットです。 データシートのモジュールのコマンドに慣れることができます。さらに、このモジュールでの作業がよく描かれている良い記事があります。



2つのUARTマイクロコントローラー、MK-GSM通信用のUART1とMK通信用のUART3（コンピューター端末）を使用します。



UARTを初期化する

 void main() { UART1_init (19200); //  UART     UART3_init (19200); //  UART    GSM  NVIC_IntEnable(IVT_INT_USART1); //       GSM USART1_CR1bits.RXNEIE = 1; EnableInterrupts(); delay_ms(200); while (1) { } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

私たちのプログラムは比較的多数の関数を必要とするので、それらを別のSファイルに転送します。 これを行うには、MicrocでCtrl + Nを押して、プロジェクトに別のファイルを作成します（例：「GSM_SIM800L.」）。 コンパイラがいくつかの関数を別のファイルで検索する必要があることを理解するために、メインs-フ​​ァイルの先頭に行を追加します（同じ方法でライブラリを接続することもできます）。

 #include "GSM_SIM800L."
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

まず、ファイル「GSM_SIM800L.s」に、ATモジュールにコマンドを送信し、ATモジュールから応答を受信する関数を作成します。

 static char GSM_TEMP[256]; //    GSM  unsigned short com_status; //    0 -   , 1 - , 2 -     (  ) unsigned short com_mode = 0; 0 -   , 1 -   void Clear_GSM_Bufer () //    GSM { unsigned int cnt; for (cnt=0; cnt<256; cnt++) GSM_TEMP[cnt] = 0; cntas = 0; } short int gsm_send_at (char *at_cmd) //   AT ,  MicroC       { unsigned int brk; //       Clear_GSM_Bufer (); //   com_status = 2; //  " " com_mode = 0; //     UART1_Write_Text (at_cmd); //   AT -  while (com_status == 2 && brk < 50000) //  com_status   1  0 { brk++; delay_us(2); } com_mode = 1; //    ,    return com_status; //   } void gsm_read() iv IVT_INT_USART1 { GSM_TEMP[cntas] = UART1_READ(); //    UART   GSM_TEMP if (cntas> 255) cntas = 0; else cntas++; //              if (com_mode == 0) //      { if (strstr(GSM_TEMP, "OK\r\n") != 0) com_status = 1; //  - com_status = 1 if (strstr(GSM_TEMP, "ERROR\r\n") != 0) com_status = 0; //Error - com_status = 0 } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

MicroCでは、文字列は、文字列の終わりを表す値00（NULL）で終わるchar文字の配列です。 関数への引数としての文字列は、 char型へのポインターによって指定されます（たとえば、 char * nasha_stroka ）。 MicroCは、標準のC_String.hライブラリの機能をサポートしています。 たとえば、上記で使用した関数

 char *strstr(char *s1, char *s2);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

この関数は、ストリング* s1内の* s2ポインターで指定されたサブストリングを検索します。 関数は、見つかった部分文字列* s2へのポインターを返します。 （実際には、文字列* s1の先頭* s2から末尾（ NULL文字）までの文字列を返します ）。 サブストリング* s2が見つからない場合、関数はNULLを返します 。 Cのデフォルトでは、名前で配列を渡すことは、配列の先頭へのポインターです。 特定の要素の配列cを渡す必要がある場合は、（ ＆array_name [ind] ）を使用します。



始めるには、モジュールに単純なコマンド「AT \ r」を与える必要があります-モジュールは「OK \ r \ n」と答え、UARTの速度を調整する必要があります。 ATコマンドは、改行文字"\ r"で終了します。 コマンドに対するモジュールの応答は複数の行で構成でき、常に「OK \ r \ n」または「ERROR \ r \ n」で終わります。 着信コールやSMSメッセージなどのモジュールメッセージは常に"\ r \ n"で終了し、通常は最後の行のみが参考になるという事実により、生活が簡素化されています。 そのような行の受信、私は非同期応答を呼び出します（完全に正しいわけではありませんが、そうさせてください）。



モジュールの構成に必要ないくつかのコマンドを実行しましょう。 簡単にするために、モジュールの応答を制御しませんが、各コマンドの実行中に状態が等しいかどうかを確認することは難しくありません。

• 「ATE0 \ r」 -エコーをオフにします（コマンドをUARTa出力に繰り返します）
• "AT + GMM \ r" -モジュールの名前を返します
• 「AT + CMGD = 1.4 \ r」 -モジュールに保存されているすべてのSMSを削除します
• 「AT + CMGF = 1 \ r」-SMSの ASCIIモードをオンにします。そうしないと、Unicode文字で読み取るのが難しくなります。
• 「AT + DDET = 1」-DTMFモジュールによるコマンドの認識をオンにします

 gsm_send_at ("AT\r"); gsm_send_at ("ATE0\r"); gsm_send_at ("AT+CMGD=1,4\r"); gsm_send_at ("AT+CMGF=1\r"); gsm_send_at ("AT+DDET=1\r");
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

モジュールの応答を返す別の関数を作成します（要求のステータスだけでなく、必要なものです。モジュール上のデータは、ほとんどの場合、行の一部を2辺から制限できる応答機能に関する正規表現を使用して、ATコマンドへの応答を記述します既知の文字）。

 char *gsm_at_parse (char *at_cmd, char *beg_str, char *end_str) // *at_cmd =   // *beg_str =       // *beg_str =       { char *tempchar; if (gsm_send_at (at_cmd) == 1) //   { tempchar = strstr (GSM_TEMP, beg_str); //  beg_str tempchar = tempchar + strlen(beg_str); *(strstr (tempchar, end_str)) = 0; //  NULL    end_str return tempchar; } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

たとえば、 「AT + GMM \ r \ n」は、 「\ r \ n SIM_800L \ r \ n \ r \ nOK \ r \ n」という形式でモジュール名を返します。 最初の「\ r \ n」と最後の「\ r \ n \ r \ nOK \ r \ n」を 「バイトオフ」

 UART3_Write_Text (gsm_at_parse("AT+GMM\r", "\r\n", "\r\n\r\nOK\r\n")); \\   UART3 (    ,  ) UART3_Write_Text ("\r\n"); UART3_Write_Text (gsm_at_parse("AT+CCLK?\r", ",", "+")); \\      UART3_Write_Text ("\r\n"); UART3_Write_Text (gsm_at_parse("AT+CSPN?\r", ": \"", "\""); \\    GSM. UART3_Write_Text ("\r\n");
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

モジュールのATコマンドには、コマンド「AT + CREG？\ R」があります。 このコマンドは、ネットワークへの登録に関するモジュールのステータスを返します。 すべてが正常で、モジュールが登録されている場合、応答は次のようになります。 「\ r \ n + CREG：0,1 \ r \ n \ r \ n \ OK \ r \ n」 0,0-モジュールは登録されておらず、ネットワーク検索はありません（たとえば、SIMカードが挿入されていない）、 0.2-モジュールは登録されていません、ネットワークが検索されています。 モジュールのネットワークステータスをチェックする関数を作成し、さらにGSMネットワークの信号レベルを返します（このためにATコマンド「AT + CSQ \ r」があります ）。

 short int gsm_net_status () { char *tempchar[7]; //   int sgr; //      dBi if ( gsm_send_at("AT+CREG?\r") == 1) //     { if (strstr(GSM_TEMP, "0,1")) //    -   "+CREG: 0,1" { tempchar = GSM_AT_PARSE ("AT+CSQ\r",": ","," ); //  ,    +CSQ: 17,0,     :  , sgr = atoi(tempchar); //     sgr = -115 + (sgr * 2); //    dBi return sgr; //   } } return 0; //   0 -      . }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これでモジュールが機能しました。 彼に電話すると、彼は次のような行を発行します

"\ r \ n RING \ r \ n + CLIP：" + 380XXXXXXXX "、145、" ",," "、0 \ r \ n" 。 着信SMSの場合、応答は"\ r \ n + CMTI：" SM "、10 \ r \ n"になります。ここで、10はSMSが10番のメモリに格納されることを意味します。 割り込みハンドラでそれらを受け入れて処理します。 私は、私が最も必要とする答えの認識を書きました。 原則として、これがどのように行われるかは、以下のコードから明らかです。

 char *eol //  ,   "\r\n" char callingnumber[14]; //   , 13   NULL  char last_sms[4]; //    char dtmf_in[2]; //  DTMF  unsigned short callnow; //   unsigned short active_call; //   unsigned short sms; //    void gsm_read() iv IVT_INT_USART1 { GSM_TEMP[cntas] = UART1_READ(); if (cntas> 255) cntas = 0; else cntas++; if (com_mode == 0) { if (strstr(GSM_TEMP, "OK\r\n") != 0) com_status = 1; if (strstr(GSM_TEMP, "ERROR\r\n") != 0) com_status = 0; } //        if (com_mode == 1) { if (cntas> 2) eol = strstr(&GSM_TEMP[2], "\r\n"); else eol = 0; //    if (eol != 0) //    { if (strstr(&GSM_TEMP, "+CLIP") != 0) //     "+CLIP"       { callnow=1; //   temp = strstr(GSM_TEMP, "\"+"); //     + -     strncpy (callingnumber, temp+1, 13); //    callingnumber[]  ,  13  } if (strstr(&GSM_TEMP, "CARRIER") != 0) //   "NO CARRIER" { *callingnumber=0; //      ( NULL   ) callnow=0; //     active_call=0; } if (strstr(&GSM_TEMP, "DTMF") != 0) { temp = strstr(GSM_TEMP, " "); //SIM800    DTMF ,          DTMF . strncpy(dtmf_in,temp+1,1); //   dtmf_in[] } if (strstr(GSM_TEMP, "CMTI")!=0) //    { temp = strstr(GSM_TEMP, ","); // ",",       strncpy (last_sms, temp + 1, eol - (temp + 1)); //   last_sms[] sms=1; //   } Clear_GSM_Bufer (); //  } } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

プログラムループ内のcallnow変数の値を監視することにより、着信呼び出しについて調べることができます。 コマンド「ATA \ r」で電話を取り、コールをドロップします- 「ATH0 \ r」 。

 har *nashomer[14] = "+380931234567" if (callnow == 1) { if (strcmp(&callingnumber, "nashomer")==0) // strcmp (*s1, *s2) -  2 ,  0    s1 = s2 { gsm_send_at ("ATA\r"); // AT  " " active_call = 1; //      . } else { gsm_send_at ("ATH0\r"); // AT  " " callnow = 0; //    } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

同様に、 sms変数の値を制御して、着信SMSメッセージについて学習します。 コマンド「AT + CMGR = 2 \ r」で読み取ることができます。ここで、N = SMSメッセージの数です。 応答として、モジュールは「\ r \ n + CMGR：」のような文字列を返します。RECREAD "、" + 380XXXXXXXX "、" "、" 17/02 / 1,11：57：46 + 2 "\ r \ n hellow habrahabr \ r \ n \ r \ nOK \ r \ n "。 この行を解析するには、関数を作成します。

 char *gsm_read_sms (char *sms_num, unsigned short int sms_field) //    ( )      ( ), //1 -  , //2 -   , //3 -   { char sms_at[30]; short int res_at; strcat (sms_at, "AT+CMGR="); strcat (sms_at, sms_num); strcat (sms_at, "\r"); res_at = gsm_send_at (sms_at); if (res_at == 1 && sms_field == 1) { *(strstr (GSM_TEMP, "\",\"\",\"")) = 0; sms = 0; return strstr(GSM_TEMP, "\"+") + 1; } if (res_at == 1 && sms_field == 2) { *(strstr(strstr(GSM_TEMP, "\",\"\",\"") + 6, "+")) = 0; sms = 0; return strstr(GSM_TEMP, "\",\"\",\"") + 6; } if (res_at == 1 && sms_field == 3) { *(strstr (GSM_TEMP, "\r\n\r\nOK\r\n")) = 0; sms = 0; return strstr(GSM_TEMP, "\"\r\n") + 3; } return 0; //   0 }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

例：

 UART3_Write_Text (gsm_read_sms("5",1)); //         5 UART3_Write_Text (gsm_read_sms("2",3)); //        2
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

SMSを送信するには、ATコマンド「AT + CMGS =」+ 380XXXXXXXX \ r "を使用します。このコマンドは、文字を返します " \ r \ n> "-入力する招待状。この招待状をモジュールの応答でキャッチできます。 100ミリ秒。SMSテキストをUARTに送信します。UARTはASCIIコード26の文字で終了する必要があります

 UART1_Write_Text ("AT+CMGS=\""); UART1_Write_Text (nomer); //    UART1_Write_Text ("\"\r"); Delay_ms (100); UART1_Write_Text (text); //   UART1_Write (26);   
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

この記事では、GSMモジュールとSTM32 MKのUARTインターフェイスの両方の機能のごく一部についてのみ説明します。 それにもかかわらず、上記の情報がマイクロコントローラに実装されたシリアルインターフェースの動作を理解するのに役立つことを願っています。



次の記事では、I2Cバスとは何か、その操作方法、およびHD44780コントローラーに基づくLCDインジケーターを、パラレルバスおよびI2C I / Oラインエクスパンダーを介してSTM32に接続する方法について説明します。