Project_OKI’s diary

エンジニアの勉強ブログ

STM32マイコン_8(UART通信：キーボード)

組み込みC言語

UART通信でキーボードの入出力

 

1.本日の内容

 (1) STM32マイコン(nucleo f401RE)を使用して、UART通信を行う。
 (2) UART通信を行い、Teratermにキーボードで打った文字を表示する。

 

・目次

2.内容

​(1) 内容の詳細

​　　・nucleof401でUART通信を行い、PCと通信を行う。
　　・キーボードで打った文字をTeraTermに表示する。

作成動画：


学習した動画：


(2) 使用部品
個数 部品名 型番
1 USBケーブル ​USBミニBタイプ​  
1 mbed（マイコンボード) ​​nucleo f401RE​


※2022年4月現在nucleo f401は楽天で買えないみたいです。

(3) STM32CubeMXの設定、プログラムを出力

　　(a)使用ピンを設定
　　　・PA2：USART2_TX
　　　・PA3：USART2_RX
　　　
　　(b)使用するピンの名前を変更　
　　　・PA2→右クリック→Enter Username→USART_TXとする。
　　　・PA3→右クリック→Enter Username→USART_RXとする。

　　(c)Connectivity(USARTの基本設定)
　　　・USART2を選択
　　　・Mode：Asynchronous（非同期で行う)
　　　・Hardware Flow Control ：Disable (ハードウェアのフロー制御なし)
　　　・NVIC Settingsを開く→USART2 global interruptのEnabledにチェックを入れる。
　　　・Parameter Settings→今回はそのままで行う。
　　　　　・Baud Rate　　：115200Bits/s
　　　　　　→通信速度、値が大きいほど1秒間に送るデータ数が多くなる。
　　　　　　　リアルタイムで数値を取得したい場合などの場合には、大きくする必要があるが、
　　　　　　　今回は、9600Bits/sでも良い。
　　　　　・Word Length  ：8Bits
　　　　　・Parity　　　    ：None
　　　　　・Stop Bits　　　:1

　　(d)System Core
　　　・NVICを選択
　　　・USART2 global interrupt部分をクリック
　　　・Preemption Priorityを0から1に変更
　　　これで、マイコンの設定は終了

　　(e)プログラムの出力
　　　・Project Maagerを選択
　　　・Project Nameにプログラムの名前を入力：Practice_USART1
　　　　※スペース、空白文字、日本語を含めるとエラーになる場合があるので、使用しない。
　　　・Project Location：プロジェクトを保存する場所
　　　・Application Structure：Advanced （出力するフォルダの構成を選択)
　　　・Toolchain/IDE：TrueSTUDIO(今回は、AtoricTrueStdioを使用するため)

　　(f)GENERATE CODEで、コードを出力
　　(g)Open pROJECTをクリックすると、AtricTrueStdioが自動的に起動される。
　　

(4) AtricTrueStdioでプログラム作成
　　(a) AtricTrueStdioから開く場合(上記(g)をした場合は不要)
　　　 ・AtricTrueStdioを起動
　　　 ・インポート元のディレクトリをクリック
　　　 ・CubeMXで作成した場所を指定
　　　 ・フォルダーにPractice_USART1(作成したプロジェクトの名前)が表示
　　　 ・チェックされているのを確認して、終了をクリック 

　(b) プログラムの書き込み
　　　・トンカチマークをクリックして、ビルドする。
　　　・エラーが出ないことを確認する。
　　　・下記プログラムを記載していく。
/* USER CODE BEGIN Includes */
　//ヘッダファイルのインクルード
　#include <string.h> 　//アスキー文字列を使用するためのヘッダファイル
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN 0 */
　//uart_status変数の作成
　__IO uint8_t uart_status; 
　//送受信格納用変数(8byte)
　uint8_t uartbuff[8];
/* USER CODE END 0 */

while(1){
/* USER CODE BEGIN 3 */
    //uart_status変数の初期化
    uart_status = 0;
    //送受信バッファのクリア
    memset(uartbuff,0x00,sizeof(uartbuff));


    //HAL_UART_Receive_ITはUART受信割込みITを開始するための、関数
    /*第一引数：使用するUARTハンドラ　　
      第二引数：受信するためのバッファ　
      第三引数：受信するバイト数*/
    if(HAL_UART_Receive_IT(&huart2,uartbuff,1)== HAL_OK)//受信した時
    {
        while(uart_status != 3)  //uart_statusが3以外の時はループ
        {
            switch(uart_status)
　　　      {
　　　          case 0:break; /*receive complete wait*/
                case 1:
                uart_status = 2;
                /*UART送信開始用関数*/
                /*第一引数：送信に使用するUARTハンドラ　
                  第二引数：送信するためのバッファ　
                  第三引数：送信バイト数*/
                HAL_UART_Transmit_IT(&huart2,uartbuff,strlen((char const*)uartbuff));
                break;
                case 2:break;/*transmit complete wait*/
                case 3:break;/*end*/
　　　          
　　　      }/*end of switch*/
        }/*end of while*/
    }/*end of if*/
}
/* USER CODE END 3 */

/* USER CODE BEGIN 4 */
//UART受信割り込み確認
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)
{
    if(&huart2 == huart)    //huart2を受信した時
    {
        uart_status = 1;    //ステータスを1に変更
    }
}

//どのUARTから割り込みが入ったのかを確認
//UART送信割り込み確認
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)
{
 　if(&huart2 == huart)     //uart2を送信した時
 　{
 　　　uart_status = 3;    //ステータスを3に変更
 　}
}
/* USER CODE END 4 */
(5) プログラムの説明

　(a) #include <string.h>
　　　アスキー文字列(アルファベットや数字、記号など)を使用するためのヘッダファイル。


　(b)​uint8_t uartbuff[8];

　　　・UARTの送受信用バッファ
　　　・キーボードから、文字を受け取ると、このバッファに一時的に格納される。
　　　・その受け取った文字を、mbedに、送信している。
　　　・バッファとは、データを送受信する際に、処理速度や転送速度の差、
 　　　  タイミングのズレなどを補うために、
　　　　データを一時的に蓄えておく記憶装置や記憶領域のこと。
 
　(c) memset(uartbuff,0x00,sizeof(uartbuff));
　　　・uartbuffの全ての値を0にしている。（初期化)
　
　(d)動作：
　　・1：キーからUART通信で文字が送られてくる。
　　・2：HAL_UART_Receive_IT(&huart2,uartbuff,1)== HAL_OKで
　　　　　UARTの受信確認及び送られてきた文字をuartbuffに格納。
　　・3：HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)で
　　　　　UARTの受信完了時に、ステータスを1に変更
　　　　　受信完了までは、ステータスが0なので、 while(uart_status != 3)で
　　　　　ループ
　　・4：ステータスを2に変更
　　　　　HAL_UART_Transmit_IT(&huart2,uartbuff,strlen*1;
　　　　　でテラタームにuartbuffを送信
　　・5：HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart)で
　　　　　UARTの送信完了時に、ステータスを3に変更
　　　　　送信完了までは、ステータスが2なので、while(uart_status != 3)で
　　　　　ループ
　　・6：送信完了により、ステータスが3のためwhile(uart_status != 3)で
　　　　　ループから抜ける。
　　・7：while(1){　でキーの受信待ちループ


詳しくは、youtubeで解説しているので、そちらをご覧ください。
​
 

3.関連記事

組み込みC言語：
 

*1:char const*)uartbuff