目前课设已完成，2m距离，传输10000个连续数字，每个数字两字节大小，即总共20000个字节160000bit，用时7s，大约2.3万bit/s，即22.4kB/s，误码率为0，视频演示链接
另外，自己写了一个基于QT的串口上位机，结合USMART，可以非常方便修改参数，所有源码在文后，一开始做的时候资料难求，网上都是要收费的，希望不要有人把我的资料拿去卖啦，分享分享，受益于互联网，回馈于互联网，如果你也有这个课设任务，希望对你有所帮助
课程设计题目如下：
关键字：STM32、可见光、距离1.5米、1万个连续数字、记录接收时间、通信速率、误码率。
本文说明：只是通过C程序简单实现通信过程，不涉及高深的理论，所使用的模块也是廉价实惠的，争取以最低成本通过代码学习、理解并实现可见光通信即可。（可能废话有点多了，可以看到文末那边的框图，整体的思路写在后面，所有的工程文件在文末，对应着代码来看最好）
先看硬件部分需要什么
在STM32板子部分，因为接收与发送要尽量同时进行，因此需要使用两个开发板分别进行收发（使用RTOS系统的话没试过，感觉会影响通信），一开始以为需要定义一个1万的大数组，但是没必要，直接使用for循环进行赋值发送就好，因此可以使用最简单的stm32核心板就好（网购8元左右），再加usb下载线或者STLINK就可以使用了。
在发射部分，可以使用二极管白光LED就好了，通过白光的亮-暗表示二进制的0-1，适合在比较近距离的时候，再加一个灯罩效果会更佳，STM32普通的GPIO能够输出的电平最高只有3.3V，使用一个3W的白光LED也可以控制，不过最好是将LED的阳极接在单片机板载输出的5V引脚上，阴极则接到一个普通的GPIO上即可，该GPIO输出低就能让LED获得更大的发射功率，在远距离的情况下可以使用二极管激光LED，用法和白光LED的一样。
在接收部分，使用一块钱左右的光敏电阻模块，该模块自带了信号放大电路和模数转换功能，通过感应周围光线的亮暗就能够将0、1电平通过引脚输出，因此只要将光敏模块的数字输出引脚接至STM32的一个普通GPIO上，STM32就能够通过读取该GPIO获知当前环境的光线是亮还是暗了（不要担心环境光线影响大，该模块自带一个滑动电阻可以调节灵敏度，只要设置好在当前环境下该模块输出为暗即可）。
了解一些概念
可见光，就直白的理解就是人眼能够看见的光都可以称之为可见光嘛，不一定非得是白光，红光、绿光、蓝光或者光纤都可以称为可见光，注意红外线紫外线是不可见光。
信号调制和解调，也可以先简单地理解成以什么样的方式表示一个信号，不同方式可以代表不同的信号，而解调就是根据识别到的方式判断其为何种信号的过程，这更像是两者之间的一种协议。比如二进制0信号，使用1.6ms的高电平和0.7ms的低电平表示，二进制信号1可以使用1.6ms的高电平和1.5ms的低电平表示，相对于发送端来说，这些高低电平就体现在LED的暗-亮上，通过暗亮持续的时间不同代表不同的信号；而对于接收端来说，则需要能读取出与光敏模块连接的GPIO的电平持续时间，进而就可以判断出是什么信号。当然，还可以使用pwm不同占空比来代表不同信号，或者其他的论文里提到的方式。
对于上面提到的读取引脚持续的电平时间，或者是记录接收用时，需要用到定时器，STM32有好多并且功能强大的定时器，相信只要学过stm32的朋友都有了解，关于定时器的理解，我通常会和别人解释为它就是一种计数器，你可以设置它的频率来控制它计数一次的时间，最终得到的计时时间实则为计数的次数乘以该时间，你还可以设置它计数到多少数值的时候让它引发中断，当然也可以在计数溢出的时候发生中断，溢出是因为stm32f1的定时器是16位的寄存器，最多只能计数2^16即65536次，溢出了它还能自动重装载，循环计数，最要命还有一点，你可以把它看成是与CPU并行执行、两者独立的，比如你开启定时器计数后，不会影响到CPU执行其他的代码，两者各司其职，是相互独立的，不同于延迟函数，在延迟期间，CPU不能去做其他事。
对于串口通信就没什么好说的啦，就是开启了串口中断，如果需要写数据显示到电脑时，会把数据写入DR寄存器，此时就会引发串口中断，把数据传送出去，而电脑传数据回单片机时也会引发中断，只要与上位机定好协议就能够解析出接收到的数据是什么，这里可以直接使用正点原子的工程模板，自带了串口数据处理的功能，非常方便。另外，还可以使用正点原子自己写的一个串口调试组件USMART，有什么作用呢？比如在代码烧录运行后，你想要修改某个函数的传入参数时，就可以通过USMART来实现，免去了重复修改代码、编译、烧录的过程，其原理也是基于串口通信，将串口接收到的字符串解析出来，然后调用该函数并赋予函数入口参数新的数值。链接 -》第40讲 USMART调试组件实验-M3h
进入正题，发射端的数据到底应该怎么发送？从上面已知，白光只有两种状态可以被识别，就是亮或者暗，因此传输所有的数据，都需要将该十进制数据转换为2进制，将二进制数据发送出去，接收端只要读取到该二进制数据，就意味着最简单的可见光通信完成了。所以有两件事需要做，一是将十进制转二进制，二是规定好以什么样的方式表示不同的信号，哦还有一件，就是一个数据需都需要什么信号呢？
我的做法很简单，对于十进制转二进制，可以通过位操作的方式判断该数据的每一个位是什么就好了，因为需要传输1万个数字，所以需要定义 uint16_t 的数据类型，也就是 unsigned short int 数据类型，使用16位的二进制表示一个数据，可表示的范围是0到65535，对某个数据的位操作如下：
//转化一个数据(2字节)
void transData(uint16_t data)
{
uint8_t j;
uint16_t tmp;
printf("%d ",data);
for(j=16;j>0;j--)
{
tmp = (data)&(1<<(j-1)); //从第16位由高往低位发送
if(tmp) printf("1");
else printf("0");
}
}
//比如提取data的第16位时，让1左移15位，则1就在第16位了，其后都是0
//再与data相与，那么只有data的第16为的数据可以被保留，其他的全都为0
//赋值给tmp，tmp的状态就是data的第16位状态了
对于以什么样的方式表示不同信号，可以采取不同高电平持续时间的不同来区分不同的信号，比如我高电平持续t1时间表示0，高电平持续t2时间表示1，这样就能较快速并且方便地被接收端识别；与此同时，为了区分数据或者说避免外界信号的干扰，可以在每个数据前都再加上一个起始信号，比如可以用连续两次的高电平均持续t3时间来表示起始信号，即表示一个数据的开始。总共需要三种信号来表示一个数据。
发送端的基本思路已解决，再看看接收端，其实已知多长高电平对应的是什么信号了，接收端需要做的，就是读取出该高电平时间，然后判断是什么信号就好。关键点在于，如何读取引脚的高电平时间。
一开始的思路很狭隘，就是开启该引脚的外部中断，遇到上升沿就触发中断，然后接收端就进入一个延迟函数等待，等待若干时间后再读取引脚电平来区分信号的不同。其实可以使用定时器来完成这部分计时，好处就在于和上文提到的一样，定时器计时期间不会影响CPU的工作，因此可以使用输入捕获，其本质也是使用定时器计时的。比如可以这样配置定时器，先开启上升沿中断和更新中断，也就是当遇到一个高电平时会触发该中断，接着在该中断里开启定时器计数，并且同时将定时器设为下降沿中断，因此在本次高电平结束的时候，又一次触发该中断，然后再在该中断里停止定时器计数并读出定时器的计数数值，即可得到一次高电平捕获的时间，同时还要将定时器设为上升沿中断以备下次的捕获。总结来说，每一次获取一个高电平时，只需要在一个while循环里一直等待，直到捕获完一次高电平信号，就可以开始判断该信号是什么类型的信号了。
对于以上框图的解释如下，从发射端到接收端：
USMART是一个开源的串口调试组件，它可以通过串口助手调用程序里面的任何函数并执行，可以随意更改函数的输入参数（支持数字(10/16进制)、字符串、函数入口地址等作为参数）。当串口接收到数据时，USMART会将接收到的字符串解析，通过对应的函数指针即可访问到程序里的任意函数。因此加入USMART，可实现在芯片已经烧录好的情况下，在线修改发射相关的参数，非常方便。
在发射端如果收到了发射连续数据的指令，则程序先将起始数据、结束数据和长度发射给接收端用于验证，随后再在for循环里将数据循环发射出去。对于发射一个数据时，则是通过循环移位逐个将二进制位提取出来并判断。
在接收端初始化了定时器3和定时器5，分别用来计算接收总用时和捕获光敏电阻引脚高电平持续时间的；初始化FSMC则是为了使用外部SRAM和LCD，两者均由FSMC来配置和管理。
刚初始化完成，会先对缓冲数组清零，在后面接收数据期间，如果数据有错误，错误的数据不会被保存到数组里，那么该位则仍为0，以便在数据统计误码时，可以直接通过数组里的数值是否为0判断该接收数据位是否正确。
在每一次接收数据时，会先接收3个信息头，分别是数据块的起始数据、结束数据和数据长度，只有当这3个均接收正确并验证成功（比如结束数据+1-起始数据=长度），才会往下循环接收真正的数据。
在循环接收数据期间，先给i赋值为起始位，如果数据没有出错，则i和所接收到的数值是一样的（每次循环步进相等），因此可以通过检验i和所接收的数据是否相等来确定该数据有没有出错。由于当接收端接收错误，比如光线被挡住了，但这并不影响发射端以固定的步进发射数据，而接收端则会因为读取不到数据，步进停止，因此在每次出现错误数据后，都需要下一次的正确数据来矫正接收端里的循环步进值。
另外，在统计误码之后，需要对缓冲数组清零，否则在进行下一次数据接收与判断时会出错。
全部工程下载链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1r5pLaeCu5mieWKNu90GWDA
提取码：feng
跳转：可见光通信工程下载链接【提取码：feng】
【发射端main.c】
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "sensor.h"
#include "usart.h"
#include "usmart.h"
/*
程序整体思路：
① 把每个要发射的数据转成二进制，再将二进制的每一位逐1发射出去；
② 需要3个信号表示一个数据，分别用高电平持续的不同时间表示不同
信号：起始信号、0信号、1信号，分别对应p1,p2,p3；
③ 默认状态LED是亮的，起始信号发射的时候，将LED引脚置高，并延迟
p1的时间，再进行翻转，两次这样的p1高电平时间即代表起始信号；
④ 数据信号需要紧跟着起始信号，一次起始信号之后就是16位的0、1数
据信号，对于0信号，则是高电平持续p2时间，再翻转，对于1信号，
则是高电平持续p3时间；
⑤ 因此只需要设置好每个信号之间的时间参数，使用滴答定时器计数的
延迟函数达到持续的效果，然后只要判断即将发射的数据的各个位，
即可将一个数据发射出去。
* 2020.8.30 —— by afeng
1、优化程序，优化部分变量，让程序运行的更快，尽量与接收端同步。
* 2020.8.25 —— by afeng
1、优化发射端串口助手，使其能够实时自动刷新电脑可用的串口，当该串口掉线，则会自动关闭连接。
2、优化串口助手的显示区域部分，通过设置光标的位置使得文字可以从上至下显示。
* 2020.8.23 —— by afeng
1、加入连续发射多个数据的函数，并支持不同起始数据和结束数据，然后
注册到USMART调试组件，以达到从串口助手来控制发射的数据。
2、结合了自己的基于QT的串口助手，把本工程的USMART组件与该调试助手
结合起来使用，更方便调参。
* 2020.8.20 —— by afeng
1、开始使用USMART调试组件，可以在串口助手通过函数带参数的方式在线修改
各个参数，在后面不同距离下改变参数有着极大的便利性，免去了重复修改
、编译和烧录代码的繁琐过程。
2、解决了二进制数据位错误的BUG，是由于自己不够熟练位操作引起的，最后
决定使用数字1的移位操作来提取出每个数据的各个二进制位。
3、实现了基于滴答定时器的长时间延迟，由于该定时器只有16位，基于ST库写
的延迟函数一次最大不能超过2s，经过额外编程实现能够一次延迟10s以上。
4、剔除了每次数据都需要结束信号的方案，使得发射时间进一步提升，其实每
个数据的起始信号也可以作为每个数据的区分了。
* 2020.8.19 —— by afeng
1、使用函数将十进制转二进制，并能够将每一个位通过亮-暗表示0-1将二进制
各个位成功发射出去，测得最小时间参数可以达到300us左右，但是由于接收
端的限制以及距离的影响，这个参数需要每次调整。
*/
//连续发射数据
void emitSeriesData(uint16_t start,uint16_t end)
{
uint16_t i,len=end+1;
if((start>0) && (end>start))
{
printf("发送从 %d 到 %d ，共 %d 个数据。\r\n",start,end,(end+1-start));
printf("正在发送……\r\n");
emitData(start); emitData(end); emitData((end+1-start)); //先发送本次数据块的信息
delay_ms(10);
for(i=start;i<len;i++)
{
emitData(i); //开始循环发送，从开始数据位开始发送
if(i%100 == 0) printf("%d ",i);
}
LED = 0;
printf("\r\n本次已发送完成。\r\n");
}
}
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
delay_init(); //延时函数初始化
LedConfigInit(); //初始化光源引脚及发射相关参数
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，实现在串口修改发射相关参数
LED = 0; //发射前默认光源开启
printf("当前参数：\r\n"); lookUpCurrentParameter();
printf("\r\n等待发射数据……\r\n");
emitSeriesData(1,5);
while(1)
{
//直到等到发射命令从串口进入，才进行发射
}
}
【发射端sensor.c】
#include "sensor.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#define DATABIT 14
uint32_t startSignalHold_time=600; //起始信号持续高电平
uint32_t start_Wait_time=800; //发送二进制0时 高电平 持续的时间
uint32_t data_0_Hold_time=1000; //发送二进制1时 高电平 持续的时间
//以下是低电平等待时间
uint32_t data_0_Wait_time=300;
uint32_t data_1_Hold_time=300;
uint32_t data_1_Wait_time=300;
timeParameter T = {0,0,0,0,0,0}; //用于延迟部分
//初始化光源引脚及发送参数
void LedConfigInit()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //LED光源
}
//发送一个数据(2字节)
void emitData(uint16_t data)
{
u8 j;
u16 tmp;
emitStartSignal();
for(j=DATABIT;j>0;j--) //最大可表示到65535的数据
{
tmp = (data)&(1<<(j-1)); //由高位往低位发送
if(tmp) {emitData_1();}
else {emitData_0();}
}
}
//配置发送参数，这样定义是为了方便调试，使用usmart
void configEmitParameter(u32 p1,u32 p2,u32 p3,u32 p4,u32 p5,u32 p6)
{
startSignalHold_time = p1;
data_0_Hold_time = p2;
data_1_Hold_time = p3;
start_Wait_time = p4;
data_0_Wait_time = p5;
data_1_Wait_time = p6;
}
//发射一个数据前，先发射一个起始信号
void emitStartSignal()
{
LED = 1; emitProcessDelay_us(startSignalHold_time);
LED = 0; emitProcessDelay_us(start_Wait_time);
//LED = 1; emitProcessDelay_us(startSignalHold_time);
//LED = 0; emitProcessDelay_us(start_Wait_time);
}
//发射1信号
void emitData_1()
{
LED = 1; emitProcessDelay_us(data_1_Hold_time);
LED = 0; emitProcessDelay_us(data_1_Wait_time);
}
//发射0信号
void emitData_0()
{
LED = 1; emitProcessDelay_us(data_0_Hold_time);
LED = 0; emitProcessDelay_us(data_0_Wait_time);
}
//发射结束信号
void emitEndSignal()
{
LED = 0; emitProcessDelay_us(data_0_Hold_time);
emitProcessDelay_us(data_0_Hold_time);
}
void lookUpCurrentParameter() //查看当前发射参数
{
printf("HoldTime: start: %d 0信号: %d 1信号: %d\r\nWaitTime: start: %d 0信号: %d 1信号: %d\r\n",\
startSignalHold_time,data_0_Hold_time,data_1_Hold_time,start_Wait_time,data_0_Wait_time,data_1_Wait_time);
}
//传入us的个数，支持到每次最大10s的延迟，即10000000us
void emitProcessDelay_us(uint32_t time)
{
uint8_t i;
if(time<=23000) delay_us(time); //直接us延迟
else if(time>23000 && time<1000000) //毫秒转化
{
T._ms = time/1000.0;
T._1ms = (int)T._ms; //1ms的个数
T._us = (T._ms-T._1ms)*1000; //us的数值
delay_ms(T._1ms);
if(T._us) delay_us(T._us);
}
else if(time >= 1000000) //大于1s的时候
{
T._s = time/1000000.0; //求出有多少个1000ms(即1s)，因为delay_ms最大支持到1800ms
T._1s = (int)T._s; //1s的个数
T._ms = (T._s-T._1s)*1000; //ms的数值，肯定小于1000
for(i=0;i<T._1s;i++) delay_ms(1000);
if(T._ms) delay_ms(T._ms);
}
}
【接收端：main.c】
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "sensor.h"
#include "usmart.h"
#include "timer.h"
#include "sram.h"
#include <string.h>
#include "lcd.h"
/*
程序整体思路：
① 初始化光敏传感器接收引脚，将该引脚接至定时器5通道1即
PA0引脚，开启定时器5通道1的输入捕获功能，引脚初始为低电平；
② 发射端发射的起始信号（光照由亮边暗，引脚由低变高）触发捕获
中断，定时器5开始计数，在中断里再将中断的上升沿触发改为下降沿
触发，直到光照由暗变亮时（引脚由高变低）再一次触发中断，此次
进入中断将CNT的值读取出来并计算，即接收端读取到的高电平时间；
③ 接收数据前，程序在while(1)循环里等待捕获一次信号结束的标志位，
直到该标志位为真，则直接读取出时间并判断是否与发射端的该段高
电平时间相近（在20ms以上基本一致，20ms以下有些偏差，因此设了
向上向下的容许误差），每一次捕获到一个信号就读取时间判断该信号；
④ 协议约定，两次高电平时间p1表示一个数据的起始信号，往后紧接的一次
高电平时间p2表示是0信号，再往后紧接的一次高电平时间p3表示1信号。
* 2020.9.2 —— by afeng
1、拓展使用外部SRAM，先定义好一个大数组作为缓冲，将所有接收到的数据存放起来，
再进行误码验证，或者其他操作，减少了数据处理时间，让CPU能够更加专注去接收
新的数据。
2、使用TFTLCD用于显示状态信息及接收结果。
* 2020.8.30 —— by afeng
1、优化程序，优化部分变量，让程序运行的更快，尽量与发射端同步。
* 2020.8.25 —— by afeng
1、增加计时接收数据总用时的功能，使用定时器3，周期为10KHz，
最长可计时超过 1 小时。
2、增加错误数据统计功能，其思路为：接收一次数据前，先得到发送端
即将发射数据块的起始数据、结束数据和总的长度，先接收三者并验证
计算，如果正确则进入for循环接收，在for循环里的条件和接收端的
一一致，因此在每次出现错误数据时，可以先记下错误的数据，直到
下一次正确数据出现，再拿前后两个相减以调整循环的当前值并统计
错误个数，达到与发射端同步的效果。即边接收边验证数据的正确。
3、解决了当出现多次数据错误时统计错误个数的BUG，需要一个临时变量
用来记录错误区间以调整当前循环值。
* 2020.8.23 —— by afeng
1、优化接收数据的判断方法，以前是当检测到引脚出现电平变化时，开始
与接收端同样的延迟，延迟结束后若引脚电平出现如期的翻转，则认为
该信号有效；现改为使用输入捕获的方式进行检验，当引脚电平变化，
则会引起中断并开启定时器记录该引脚的高电平时间，直到引脚电平再
次翻转，则可以读取出定时器的时间以判断信号，分别有起始信号、0
电平信号、1电平信号，分别采用不同高电平持续时间来判定。
2、自己动手撸了一个基于QT的串口助手，结合本工程下的USMART调试组件
可以达到通过串口助手很方便地在线调整发射与接受端的各个参数，分
别有，发射端：起始信号、0信号、1信号的高电平时间，及其间隔低电
平时间，接收端：起始信号、0信号、1信号的高电平判断时间，及其判
断的上下限容许误差。此外，还可以指定发送数据的起始数据和结束数据。
3、取消使用LCD显示接收的方案，因为显示一个数据太耗时间了。
* 2020.8.20 —— by afeng
1、开始使用USMART调试组件，可以在串口助手通过函数带参数的方式在线修改
各个参数，在后面不同距离下改变参数有着极大的便利性，免去了重复修改
、编译和烧录代码的繁琐过程。
2、解决了偶尔出现数据连续接收错误的BUG，是因为在每次数据接收期间使用
printf函数打印太多数据，导致接收端与发射端的时间失调不同步，即发射
端发射起始信号时接收端还在处理printf函数，等待发射端发射数据时，接
收端又将数据信号当作起始信号来判断，进而导致错误。
* 2020.8.19 —— by afeng
1、能够接收16位的二进制信号并转为其对应的十进制数据。
*/
#define dataLen 12000
uint16_t dataBuf[dataLen] __attribute__((at(Bank1_SRAM3_ADDR)));
uint16_t dataCurrentPos=0;
int main(void)
{
uint16_t recvWorkCounts=0;
uint8_t j=0,startRecvFlag=0;
uint16_t i=0,recvData,dataInfo[3]; //dataInfo用来检验一次数据接收的起始数据和结尾数据
uint16_t errorCounts=0; //用来记录接收错误的数据个数
uint32_t recvTime_us; //用来记录接收用时
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200); //串口初始化为115200
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
TIM3_CountTime_Init(); //用于计时接收数据的时间
LdrConfigInit(); //初始化光敏传感器的引脚和输入捕获功能
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，实现在串口修改接收相关参数
FSMC_SRAM_Init(); //初始化外部SRAM
LCD_Init();
memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf)); //全都初始化为0
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"My Class Design");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"2020-9-4 @By afeng");
LCD_ShowString(60,90,230,16,16,"Visible Light Communication.");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,160,200,16,24,"WorkCounts :");
LCD_ShowString(60,200,200,16,24,"errorCounts :"); //LCD_ShowNum(230,200,10000,5,24)
LCD_ShowString(60,240,200,16,24,"usingTime/us:"); //LCD_ShowNum(230,240,200000000,9,24)
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(230,160,0,9,24);
LCD_ShowNum(230,200,0,9,24);
LCD_ShowNum(230,240,0,9,24);
printf("等待接收数据……\r\n");
while(1)
{
recvData = receiveData(); //阻塞等待接收一个数据
if((!startRecvFlag) && recvData) //先接收起始数据和结束数据、及总的长度
{
dataInfo[j] = recvData;
j++;
if(j==3)
{
j = 0; //若结束+1-起始 = 长度，则准备进入接收数据
if((dataInfo[1]+1-dataInfo[0]) == dataInfo[2]) startRecvFlag = 1;
else printf("此次接收失败！请重新发送数据！\r\n");
}
}
if(startRecvFlag) //开始接收数据
{
printf("receiving...\r\n");
startRecvFlag = 0;
startCountRunningTime(); //开始计时
for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++) //循环接收数据
{
recvData = receiveData(); //阻塞接收
if(recvData==i) dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
else
{
if(recvData!=0)
{
dataCurrentPos = recvData-i;
dataBuf[dataCurrentPos++] = recvData;
i = recvData;
}
}
}
recvTime_us = getRunningTime(); //结束接收计时并得到时间
printf("接收完成！正在检验数据……\r\n"); //检验数据
dataCurrentPos=0;
for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++)
{
if(dataBuf[dataCurrentPos]!=i)
{
errorCounts++;
printf("【err】 ");
}
else printf("%d ",dataBuf[dataCurrentPos]);
dataCurrentPos++;
}
recvWorkCounts++;
printf("\r\n");
printf("-----------------------------------------------------\r\n");
printf("处理完成! 错误数据: %d 个 总接收用时: %d us (%.3f ms --> %.2f s)\r\n", \
errorCounts,recvTime_us,(recvTime_us/1000.0),(recvTime_us/1000000.0));
printf("-----------------------------------------------------\r\n\r\n");
LCD_ShowNum(230,200,recvWorkCounts,9,24);
LCD_ShowNum(230,200,errorCounts,9,24);
LCD_ShowNum(230,240,recvTime_us,9,24);
errorCounts = 0;
recvData = 0;
dataCurrentPos=0;
memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf));
printf("等待接收数据……\r\n");
}
}
}
【接收端 sensor.c】
#include "sensor.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
#define DATABIT 14
extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA;
uint32_t startSignal_time;
uint32_t data_0_time;
uint32_t data_1_time;
uint32_t upperAddValue;
uint32_t lowerDecValue;
//上下限时间,先定义变量再赋值，为了接收更快，优化
uint32_t start_upperBound,start_lowerBound;
uint32_t data_0_upperBound,data_1_upperBound,data_0_lowerBound,data_1_lowerBound;
void LdrConfigInit()
{
TIM5_Cap_Init(); //PA0接光敏传感器引脚，采用定时器输入捕获
startSignal_time = 600; //起始信号高电平维持时间
data_0_time = 800; //信号0高电平持续时间
data_1_time = 1000; //信号1高电平持续时间
upperAddValue = 100; //向上容许增加的时间范围
lowerDecValue = 100; //向下容许减小的时间范围
start_upperBound = startSignal_time+upperAddValue;
start_lowerBound = startSignal_time-lowerDecValue;
data_0_upperBound = data_0_time+upperAddValue;
data_0_lowerBound = data_0_time-lowerDecValue;
data_1_upperBound = data_1_time+upperAddValue;
data_1_lowerBound = data_1_time-lowerDecValue;
}
uint16_t receiveData()
{
uint32_t highVolTime = 0;
short int dataBit = DATABIT;
uint8_t dataFlag = 0;
uint16_t data = 0;
while(1)
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到起始的信号
{
highVolTime = getHighVolTime();
if((highVolTime<=start_upperBound) && (highVolTime>=start_lowerBound)) //第一次起始信号正确
{
while(1)
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80) //数据信号
{
highVolTime = getHighVolTime();
if((highVolTime>=data_0_lowerBound) && (highVolTime<=data_0_upperBound))
{
data &= ~(1<<(dataBit-1));
dataBit--;
if(dataBit==0)
{
dataFlag = 1;break;
}
}
else if((highVolTime>=data_1_lowerBound) && (highVolTime<=data_1_upperBound))
{
data |= (1<<(dataBit-1));
dataBit--;
if(dataBit==0)
{
dataFlag = 1;break;
}
}
else {printf("dataError:highVolTime:%d\r\n",highVolTime);break;}
}
}
break;
}
else printf("startError:highVolTime:%d\r\n",highVolTime);
}
}
if(dataFlag) return data;
else return 0;
}
//配置接收相关的参数，
void configRecvParameter(uint32_t p1,uint32_t p2,uint32_t p3,uint32_t p4,uint32_t p5)
{
startSignal_time = p1; //起始信号持续时间
data_0_time = p2; //信号0持续时间
data_1_time = p3; //信号1持续时间
upperAddValue = p4; //往上增加范围
lowerDecValue = p5; //往下减小的范围
start_upperBound = startSignal_time+upperAddValue;
start_lowerBound = startSignal_time-lowerDecValue;
data_0_upperBound = data_0_time+upperAddValue;
data_0_lowerBound = data_0_time-lowerDecValue;
data_1_upperBound = data_1_time+upperAddValue;
data_1_lowerBound = data_1_time-lowerDecValue;
}
void lookUpCurrentParameter() //查看当前发射参数
{
printf("HoldTime: start: %d 0信号: %d 1信号: %d\r\nWaitTime: upper: %d lower: %d\r\n", \
startSignal_time,data_0_time,data_1_time, \
upperAddValue,lowerDecValue);
}
【接收端 timer.c】
#include "timer.h"
#include "usart.h"
u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA = 0; //输入捕获状态
u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0; //输入捕获值
u8 TIM3_CountTime_STA = 0; //计时状态
u8 counts = 0; //计时溢出的次数
#define TIM3_ARR 0xFFFF
#define TIM3_PSC 7199 //10Khz的计数频率，计数一次为100us
//通用定时器3中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//这里使用的是定时器3!
void TIM3_CountTime_Init() //最大计数65536
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
//定时器TIM3初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TIM3_ARR; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = TIM3_PSC; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断
//中断优先级NVIC设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //从优先级3级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
// TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx
}
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除TIMx更新中断标志
if((TIM3_CountTime_STA)==1) //还在计时
{
counts++;
}
}
}
//开始计时
void startCountRunningTime()
{
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
TIM3_CountTime_STA = 1;
}
//返回代码运行计时时间
u32 getRunningTime()
{
u32 times_us;
times_us = ((counts*65536)+TIM3->CNT)*100;
TIM3_CountTime_STA = 0;
TIM3->CNT = 0;
counts = 0;
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
return times_us;
}
uint32_t getHighVolTime(void)
{
uint32_t time_us = 0;
time_us = TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; //定时器溢出的次数
if(time_us) time_us *= 65536; //溢出时间总和
time_us += TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到总的高电平时间
TIM5CH1_CAPTURE_STA = 0;//开启下一次捕获
return time_us;
}
#define TIM5_ARR 0xFFFF //最大65536us
#define TIM5_PSC 71 //1Mhz的计数频率，计数一次为1us
void TIM5_Cap_Init()
{
//定时器5通道1输入捕获配置，用来读取高电平时间
TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //使能TIM5时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0 清除之前设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0 下拉
//初始化定时器5 TIM5
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TIM5_ARR; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = TIM5_PSC; //预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
//初始化TIM5输入捕获参数
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
//中断分组初始化
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级2级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
}
//定时器5中断服务程序
void TIM5_IRQHandler(void)
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
{
if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
}
}
if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获1发生捕获事件
{
if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
}else //还未开始,第一次捕获上升沿
{
TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //清空
TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
TIM_SetCounter(TIM5,0);
TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿
TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //CC1P=1 设置为下降沿捕获
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}
全部工程下载链接：
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