[ARM] STM32_UART 기초

UART 사용 프로그램

1. Coolterm(간단하게 사용하기 좋음)

https://freeware.the-meiers.org/

Roger Meier's Freeware

2. Serial plot(데이터를 파형으로 보고싶을 때 사용하기 좋음)

https://hackaday.io/project/5334-serialplot-realtime-plotting-software

SerialPlot - Realtime Plotting Software

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UART 문장 출력

(왼) : ioc UART Interrupt Setting,   (오) : code generation 결과

코드 및 출력 결과

⦁ printf는 _write를 호출 → _write  함수 재설정하여 UART 출력으로 사용

⦁ value의 주소값과 포인터 변수 pt에 저장된 값이 동일한 것을 알 수 있다.

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 1. UART sin그래프 출력

⦁ 각도를 라디안으로 바꾸어 5ms에 한번씩 파형 출력

 

 2. 데이터를 한번에 많이 보내기

한번에 10개의 데이터 출력

  while (1)
  {
  	static int angle = 0;
  	int32_t data[10];
  	angle++;
  	angle %= 360;
  	for(int i = 0; i<10; i++)
  	{
  		data[i] = sin((angle + i * 36) * 3.14 / 180) * 10000;
  	}
  	uint8_t txBuffer[42];
  	// data copy to txBuffer
  	txBuffer[0] = 0xaa;		// start point 1
  	txBuffer[1] = 0xbb;		// start point 2
  	memcpy(&txBuffer[2], data, 40);
  	HAL_UART_Transmit(&huart2, txBuffer, 42, 10);
  	HAL_Delay(5);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

  2-1. 코드리뷰

  	txBuffer[0] = 0xaa;		// start point 1
  	txBuffer[1] = 0xbb;		// start point 2

→ 데이터의 시작점을 알리는 포인트

	for(int i = 0; i<10; i++)
  	{
  		data[i] = sin((angle + i * 36) * 3.14 / 180) * 10000;
  	}

→ 10개짜리 배열에 36도씩 위상차이가 나는 데이터 10개 저장(각 배열의 크기는 32bit)

      + sin 범위는 -1 ~ +1 이기에 확대해서 보기위해 *10000

memcpy(&txBuffer[2], data, 40);

⦁ memcpy(&a, &b, n) = b의 주소에 저장된 값을 a에 주소에 1byte씩 n번 복사

txBuffer[2] ~ [5] : data[0] 저장

txBuffer[6] ~ [9] : data[1] 저장

…

txBuffer[39] ~ [42] : data[9] 저장

→ data배열 index하나의 크기는 32bit(4byte)이기 때문에 40번 복사(40byte)

  ⇒ txBuffer에 data를 쭉 저장

 

 3. Interrupt 사용하여 제어

ioc UART Interrupt Setting

⦁ UART Receive Interrupt 동작 순서

   ① HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer, 3); 함수 호출하면 2번 과정 실행

          - &huart2 : UART 채널 2번에 대한 configure 값을 가지고 있는 구조체 변수 주소

          - rxBuffer : UART로부터 수신받은 data를 저장할 배열(주소)

          - 3 : 몇 글자를 수신받을 것인지 size

   ② UART 통신을 통해 MCU에 1byte data 수신될 때마다 UART2_IRQHandler() 함수 호출되어 rxBuffer에 1byte data 저장

   ③ 2번 과정이 3번 반복(size 크기만큼)되면 UART2 Rx Enable bit clear → 이후 UART Recevie Interrupt 발동 X

   ④ HAL_UART_RxCpltCallback() 함수 호출

   ⑤ 다음 UART Receive Interrupt 발동위해   HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer, 3); 함수 호출

    ... (과정 반복)

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
/* USER CODE END Includes */


/* USER CODE BEGIN 0 */
int _write(int file, char *p, int len)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart2, p, len, 10);
	return len;
}

uint8_t rxBuffer[3];
bool	flagState = false;				// Boolean type -> 1bit(0 or 1)

// ㅡㅡㅡInterrupt 실행 함수ㅡㅡㅡ
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(rxBuffer[0] == 0x01 && rxBuffer[1] == 0x02 &&
			rxBuffer[2] == 0x03)
	{
		flagState = true;
	}
	else if(rxBuffer[0] == 0x01 && rxBuffer[1] == 0x02 &&
			rxBuffer[2] == 0x04)
	{
		flagState = false;
	}
	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer, 3);
	// Interrupt 한번 실행하고 다음 Interrupt 실행하기 다시 Interrupt 사용 세팅
}
/* USER CODE END 0 */

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  // setup interrupt for uart Rx
  // ㅡㅡㅡInterrupt 사용 세팅ㅡㅡㅡ
  HAL_UART_Receive_IT(&huart2, rxBuffer, 3);
  /* 만약 수신받은 data가 3개이면 실행 -> rxBuffer에 저장 + Interrupt 실행 */
  /* USER CODE END 2 */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  	static int angle = 0;
  	int32_t data[10];
  	angle++;
  	angle %= 360;
  	for(int i = 0; i<10; i++)
  	{
  		data[i] = sin((angle + i * 36) * 3.14 / 180) * 10000;
  	}
  	uint8_t txBuffer[42];
  	// data copy to txBuffer
  	txBuffer[0] = 0xaa;		// start point 1
  	txBuffer[1] = 0xbb;		// start point 2
  	memcpy(&txBuffer[2], data, 40);
  	if (flagState)
  	{
  	  // flagState 있을 때에만 UART 송신
  		HAL_UART_Transmit(&huart2, txBuffer, 42, 10);
	}
  	HAL_Delay(1);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

01 02 03 입력하면 Run, 01 02 04 입력하면 Stop

  3-1. UART.c 파일 만들기

/*
 * UART.h
 *
 *  Created on: Mar 11, 2024
 *      Author: minseok
 */

#ifndef SRC_UART_H_
#define SRC_UART_H_

#include "main.h"

void initUart(UART_HandleTypeDef inHuart);
uint8_t getChar();


#endif /* SRC_UART_H_ */

/*
 * UART.c
 *
 *  Created on: Mar 11, 2024
 *      Author: minseok
 */

#include "UART.h"
#include <stdio.h>

UART_HandleTypeDef *myHuart;

#define rxBufferMax 255

int rxBufferGp;			// get pointer (read)
int rxBufferPp;			// put pointer (write)
uint8_t rxBuffer[rxBufferMax];
uint8_t rxChar;


// Device init
// Inetrrupt 사용 세팅(init)
void initUart(UART_HandleTypeDef *inHuart)		// Interrupt setting
{
	myHuart = inHuart;
	HAL_UART_Receive_IT(myHuart, &rxChar, 1);
}

// process received character
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	rxBuffer[rxBufferPp++] = rxChar;
	rxBufferPp %= rxBufferMax;     // 값이 최대치(rxBufferMax)에 도달하면 0으로 초기화
	HAL_UART_Receive_IT(myHuart, &rxChar, 1);
}

// get character form buffer
uint8_t getChar()    // data가 있는지 없는지 확인, 있으면 result에 저장
{
	uint8_t result;
	if(rxBufferGp == rxBufferPp) return 0;    // 같다 -> data 없다는 뜻
	result = rxBuffer[rxBufferGp++];
	rxBufferGp %= rxBufferMax;     // 값이 최대치(rxBufferMax)에 도달하면 0으로 초기화
	return result;
}

int _write(int file, char *p, int len)
{
	HAL_UART_Transmit(myHuart, p, len, 10);
	return len;
}

⦁  Ring Buffer

     : abc 입력 받으면 void HAL_UART_RxCpltCallback() 함수에서

          1. rxBuffer[0] = a, BufferPp = 1

          2. rxBuffer[1] = b, BufferPp = 2

          3. rxBuffer[2] = c, BufferPp = 3

      이후,

      uint8_t getChar() 함수에서

          1. result = rxBuffer[0] = a, BufferGp = 1, result 반환

          2. result = rxBuffer[1] = b, BufferGp = 2, result 반환

          3. result = rxBuffer[2] = c, BufferGp = 3 , result 반환

          4. BufferGp(3) == BufferPp(3) 이므로 함수 실행 X

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdbool.h>
#include "UART.h"
/* USER CODE END Includes */


/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart2;

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */


int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  // setup interrupt for uart Rx

  initUart(&huart2);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  	static int angle = 0;
  	static bool flagState = false;
  	uint8_t ch;
  	ch = getChar();

  	if(ch == 's') flagState = true;
  	else if(ch == 'p') flagState = false;

  	int32_t data[10];
  	angle++;
  	angle %= 360;
  	for(int i = 0; i<10; i++)
  	{
  		data[i] = sin((angle + i * 36) * 3.14 / 180) * 10000;
  	}
  	uint8_t txBuffer[42];
  	// data copy to txBuffer
  	txBuffer[0] = 0xaa;		// start point 1
  	txBuffer[1] = 0xbb;		// start point 2
  	memcpy(&txBuffer[2], data, 40);
  	if (flagState)
  	{
  		HAL_UART_Transmit(&huart2, txBuffer, 42, 10);
		}
  	HAL_Delay(1);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

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