基于STM32的可見光通信系統程序設計

ID:638800 · 發表于 2020-10-25 14:09

目前已完成，2m距離，傳輸10000個連續數字，每個數字兩字節大小，即總共20000個字節160000bit，用時7s，大約2.3萬bit/s，即22.4kB/s，誤碼率為0

發射與接收程序:

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "sensor.h"
#include "usart.h"
#include "usmart.h"
/*
程序整體思路：
① 把每個要發射的數據轉成二進制，再將二進制的每一位逐1發射出去；
② 需要3個信號表示一個數據，分別用高電平持續的不同時間表示不同
信號：起始信號、0信號、1信號，分別對應p1,p2,p3；
③ 默認狀態LED是亮的，起始信號發射的時候，將LED引腳置高，并延遲
p1的時間，再進行翻轉，兩次這樣的p1高電平時間即代表起始信號；
④ 數據信號需要緊跟著起始信號，一次起始信號之后就是16位的0、1數
據信號，對于0信號，則是高電平持續p2時間，再翻轉，對于1信號，
則是高電平持續p3時間；
⑤ 因此只需要設置好每個信號之間的時間參數，使用滴答定時器計數的
延遲函數達到持續的效果，然后只要判斷即將發射的數據的各個位，
即可將一個數據發射出去。
* 2020.8.30 —— by afeng
1、優化程序，優化部分變量，讓程序運行的更快，盡量與接收端同步。
* 2020.8.25 —— by afeng
1、優化發射端串口助手，使其能夠實時自動刷新電腦可用的串口，當該串口掉線，則會自動關閉連接。
2、優化串口助手的顯示區域部分，通過設置光標的位置使得文字可以從上至下顯示。
* 2020.8.23 —— by afeng
1、加入連續發射多個數據的函數，并支持不同起始數據和結束數據，然后
注冊到USMART調試組件，以達到從串口助手來控制發射的數據。
2、結合了自己的基于QT的串口助手，把本工程的USMART組件與該調試助手
結合起來使用，更方便調參。
* 2020.8.20 —— by afeng
1、開始使用USMART調試組件，可以在串口助手通過函數帶參數的方式在線修改
各個參數，在后面不同距離下改變參數有著極大的便利性，免去了重復修改
、編譯和燒錄代碼的繁瑣過程。
2、解決了二進制數據位錯誤的BUG，是由于自己不夠熟練位操作引起的，最后
決定使用數字1的移位操作來提取出每個數據的各個二進制位。
3、實現了基于滴答定時器的長時間延遲，由于該定時器只有16位，基于ST庫寫
的延遲函數一次最大不能超過2s，經過額外編程實現能夠一次延遲10s以上。
4、剔除了每次數據都需要結束信號的方案，使得發射時間進一步提升，其實每
個數據的起始信號也可以作為每個數據的區分了。
* 2020.8.19 —— by afeng
1、使用函數將十進制轉二進制，并能夠將每一個位通過亮-暗表示0-1將二進制
各個位成功發射出去，測得最小時間參數可以達到300us左右，但是由于接收
端的限制以及距離的影響，這個參數需要每次調整。
*/
//連續發射數據
void emitSeriesData(uint16_t start,uint16_t end)
{
uint16_t i,len=end+1;
if((start>0) && (end>start))
{
printf("發送從 %d 到 %d ，共 %d 個數據。\r\n",start,end,(end+1-start));
printf("正在發送……\r\n");
emitData(start); emitData(end); emitData((end+1-start)); //先發送本次數據塊的信息
delay_ms(10);
for(i=start;i<len;i++)
{
emitData(i); //開始循環發送，從開始數據位開始發送
if(i%100 == 0) printf("%d ",i);
}
LED = 0;
printf("\r\n本次已發送完成。\r\n");
}
}
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級
uart_init(115200); //串口初始化為115200
delay_init(); //延時函數初始化
LedConfigInit(); //初始化光源引腳及發射相關參數
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，實現在串口修改發射相關參數
LED = 0; //發射前默認光源開啟
printf("當前參數：\r\n"); lookUpCurrentParameter();
printf("\r\n等待發射數據……\r\n");
emitSeriesData(1,5);
while(1)
{
//直到等到發射命令從串口進入，才進行發射
}
}

復制代碼

#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用來檢驗一次數據接收的起始數據和結尾數據
uint16_t errorCounts=0; //用來記錄接收錯誤的數據個數
uint32_t recvTime_us; //用來記錄接收用時
delay_init(); //延時函數初始化
uart_init(115200); //串口初始化為115200
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級
TIM3_CountTime_Init(); //用于計時接收數據的時間
LdrConfigInit(); //初始化光敏傳感器的引腳和輸入捕獲功能
usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000); //初始化 USMART，實現在串口修改接收相關參數
FSMC_SRAM_Init(); //初始化外部SRAM
LCD_Init();
memset(dataBuf,0,sizeof(dataBuf)); //全都初始化為0
POINT_COLOR=RED;//設置字體為紅色
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;//設置字體為藍色
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("等待接收數據……\r\n");
while(1)
{
recvData = receiveData(); //阻塞等待接收一個數據
if((!startRecvFlag) && recvData) //先接收起始數據和結束數據、及總的長度
{
dataInfo[j] = recvData;
j++;
if(j==3)
{
j = 0; //若結束+1-起始 = 長度，則準備進入接收數據
if((dataInfo[1]+1-dataInfo[0]) == dataInfo[2]) startRecvFlag = 1;
else printf("此次接收失敗！請重新發送數據！\r\n");
}
}
if(startRecvFlag) //開始接收數據
{
printf("receiving...\r\n");
startRecvFlag = 0;
startCountRunningTime(); //開始計時
for(i=dataInfo[0];i<(dataInfo[1]+1);i++) //循環接收數據
{
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(); //結束接收計時并得到時間
printf("接收完成！正在檢驗數據……\r\n"); //檢驗數據
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("處理完成! 錯誤數據: %d 個總接收用時: %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("等待接收數據……\r\n");
}
}
}