[国民技术N32WB452测评] 二.部分通讯接口测试(USART, SPI, I2C)
本帖最后由 Eurasia32 于 2022-7-21 12:45 编辑<p>一般来说，单片机开发中出现次数较多的通信接口主要有U(S)ART，SPI以及I2C，本次测试将主要着眼于以上三种通信接口的开发与测试。</p>
<ol>
<li>U(S)ART
<ol>
<li>开发板资源：7个U(S)ART接口，最高速率达到4.5Mbps，其中3个USART接口（支持1xISO7816，1xIrDA，LIN)，4个UART接口。</li>
<li style="">测试：
<ol>
<li style="">\USART\Printf：</li>
</ol>
</li>
</ol>
</li>
</ol>
<p> 该测例演示了USARTx与PC间通过查询检测标识实现的基础通信。重定向printf函数至USARTx，并使用printf函数输出消息至终端。USARTx可以是USART1或USART2。</p>
<p> 该例程使用USART1，PA9为USART_Tx，PA10为USART_Rx，GPIO初始化时PA10设置为浮空输入，PA9为推挽输出。在main函数开头使用USART_InitType结构体对象USART_InitStructure进行USART初始化，即设置波特率、停止位等。</p>
<pre>
<code>USART_InitStructure.BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.WordLength = USART_WL_8B;
USART_InitStructure.StopBits = USART_STPB_1;
USART_InitStructure.Parity = USART_PE_NO;
USART_InitStructure.HardwareFlowControl = USART_HFCTRL_NONE;
USART_InitStructure.Mode = USART_MODE_RX | USART_MODE_TX;</code></pre>
<p style=""> 设置完成后使用USART_Init()函数进行初始化并使用USART_Enable()函数使能USART，并通过重载fputc()函数进行printf()函数使用USART输出的重定向。</p>
<pre>
<code>int fputc(int ch, FILE* f)
{
USART_SendData(USARTx, (uint8_t)ch);
while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXDE) == RESET);
return (ch);
}</code></pre>
<p style=""> 编译并下载至开发板后，通过串口调试助手可以看到所设置的printf所设置的输出，如下图所示：<br />
</p>
<ol start="2">
<li style="">SPI
<ol>
<li>开发板资源：3个SPI接口，速度高达36MHz，其中两个支持I2S。</li>
<li>测试：
<ol>
<li>\SPI\CRC</li>
</ol>
</li>
</ol>
</li>
</ol>
<p style=""> 该例程中使用SPI1，SPI2分别发送并接收数据，进行CRC校验，若相同则置TransferStatus1与TransferStatus2为PASSED。main函数起始进行SPI1与SPI2的初始化，其中SPI1初始化为主机，SPI2初始化为从机： </p>
<pre>
<code class="language-cpp"> /* SPI1 configuration ------------------------------------------------------*/
SPI_InitStructure.DataDirection = SPI_DIR_DOUBLELINE_FULLDUPLEX;
SPI_InitStructure.SpiMode = SPI_MODE_MASTER;
SPI_InitStructure.DataLen = SPI_DATA_SIZE_16BITS;
SPI_InitStructure.CLKPOL = SPI_CLKPOL_LOW;
SPI_InitStructure.CLKPHA = SPI_CLKPHA_SECOND_EDGE;
SPI_InitStructure.NSS = SPI_NSS_SOFT;
SPI_InitStructure.BaudRatePres = SPI_BR_PRESCALER_8;
SPI_InitStructure.FirstBit = SPI_FB_MSB;
SPI_InitStructure.CRCPoly = 7;
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
/* SPI2 configuration ------------------------------------------------------*/
SPI_InitStructure.SpiMode = SPI_MODE_SLAVE;
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);</code></pre>
<p style=""> 随后使用所提供库文件中的SPI_EnableCalculateCrc()函数使能SPI1与SPI2的CRC计算功能，随后通过SPI_Enable()使能SPI1与SPI2，SPI_I2S_TransmitData()函数进行数据的发送，SPI_I2S_ReceiveData()函数读取数据，SPI_TransmitCrcNext()函数使能CRC传输，在最后进行比较，若相同则使TransferStatusx为PASSED。</p>
<p style=""> 编译程序并下载至开发板后，连接SPI1与SPI2，打开Keil5 Debug，在Watch界面添加TransferStatus1与TransferStatus2，运行后可以看到其值由0x00 FAILED变为 0x01 PASSED，说明运行成功，如下图所示：（连接后可能出现蜂鸣器持续鸣叫的情况，不用在意）</p>
<p style=""> </p>
<ol start="3">
<li style="">I2C
<ol>
<li>开发板资源：4个I2C接口，速率高达1MHz，主从模式可配，从机模式下支持双地址响应。</li>
<li>测试：
<ol>
<li>\I2C\I2C_10bit：</li>
</ol>
</li>
</ol>
</li>
</ol>
<p style=""> 此例程展示了I2C模块10bit地址模式下的读写操作。</p>
<p style=""> 该例程中I2C1为主机，I2C2为从机，分别进行I2C1写I2C2读以及I2C1读I2C2写的测试并比较所写内容和读取内容是否一致，若一致则通过USART串口输出PASSED。main函数起始使用自定义的i2c_master_init()以及i2c_slave_init()两个函数进行I2C主从机的初始化：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">int i2c_master_init(void)
{
I2C_InitType i2c1_master;
GPIO_InitType i2c1_gpio;
RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_I2C1, ENABLE);
RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_AFIO, ENABLE);
GPIO_ConfigPinRemap(GPIO_RMP_I2C1, ENABLE);
/*PB8 -- SCL; PB9 -- SDA*/
i2c1_gpio.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;
i2c1_gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
i2c1_gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &i2c1_gpio);
I2C_DeInit(I2C1);
i2c1_master.BusMode = I2C_BUSMODE_I2C;
i2c1_master.FmDutyCycle = I2C_FMDUTYCYCLE_2;
i2c1_master.OwnAddr1 = I2C_MASTER_ADDR;
i2c1_master.AckEnable = I2C_ACKEN;
i2c1_master.AddrMode = I2C_ADDR_MODE_10BIT;
i2c1_master.ClkSpeed = 100000; //100K
I2C_Init(I2C1, &i2c1_master);
// int enable
I2C_ConfigInt(I2C1, I2C_INT_EVENT | I2C_INT_BUF | I2C_INT_ERR, ENABLE);
NVIC_Configuration(1);
I2C_Enable(I2C1, ENABLE);
return 0;
}
int i2c_slave_init(void)
{
I2C_InitType i2c2_slave;
GPIO_InitType i2c2_gpio;
RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_I2C2, ENABLE);
RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
/*PB10 -- SCL; PB11 -- SDA*/
i2c2_gpio.Pin = GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11;
i2c2_gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
i2c2_gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &i2c2_gpio);
I2C_DeInit(I2C2);
i2c2_slave.BusMode = I2C_BUSMODE_I2C;
i2c2_slave.FmDutyCycle = I2C_FMDUTYCYCLE_2;
i2c2_slave.OwnAddr1 = I2C_SLAVE_ADDR;
i2c2_slave.AckEnable = I2C_ACKEN;
i2c2_slave.AddrMode = I2C_ADDR_MODE_10BIT;
i2c2_slave.ClkSpeed = 100000; //100K
I2C_Init(I2C2, &i2c2_slave);
// int enable
I2C_ConfigInt(I2C2, I2C_INT_EVENT | I2C_INT_BUF | I2C_INT_ERR, ENABLE);
NVIC_Configuration(2);
I2C_Enable(I2C2, ENABLE);
return 0;
}</code></pre>
<p style=""> 在I2C初始化后便使用库文件中所提供I2C_SendData()函数进行数据发送。</p>
<p style=""> 编译该项目并下载至开发板后，连接I2C1与I2C2，打开串口调试助手，复位后出现下图所示情况，说明运行正常：</p>
<p style=""> </p>
<ol start="4">
<li style="">总结</li>
</ol>
<p style=""> N32WB452单片机与STM32在相关通讯接口的开发中十分相似，在相关使用中可以充分地代替STM32的作用。</p>
<p>通讯接口测试比较全，USART, SPI, I2C三种通信方式都测了</p>
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