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【Let'sdo第1期-功率检测与控制系统DIY】-【过程贴】-2.INA219,串口接收数据包

菜鸟
2025-05-31 13:55:53     打赏

    1.INA219

                 INA219是一款具备 I2C的分流器和功率监测计。该器件监测分流器电压降和总线电源电压,可通过编程设定转换次数和滤波选项。

                本次活动给了INA219的代码,于是对代码进行简单移植就可以读出电流,电压和功率。

                通过观察发现读出来的值非常不稳定于是翻看手册配置寄存器

配置寄存器 (0x00)

位名称功能说明
15RST系统复位:写1触发全寄存器复位(自清除)
14-保留位
13BRNG总线电压量程
12-11PG[1:0]PGA增益设置(分流电压量程)
10-7BADC总线ADC模式
6-3SADC分流ADC模式
2-0MODE工作模式

ADC模式表 (BADC/SADC)

位值模式转换时间说明
0XXX9-12位分辨率84-532μsXXX=分辨率选择
100012位532μs与0011相同
10012次采样平均1.06ms提高精度
.........
1111128次采样68.10ms最高精度/抗噪模式

 

发现可以更改总线ADC模式增加分辨率和采样次数来降低噪声,这样就省的写滤波部分的代码了

下面是现象发现稍微有一点误差但是在接受范围内


ebbca294f4327fa087054d18cb81f14.jpg

eec6e370f210b3afaa91f9526021f37.jpg

 

   2.串口通讯

        在写串口部分代码之前我发现板卡上面的TX RX引脚,心想不会直接省了一个usb转串口模块吧

1748669198534383.jpg

            然后去寻找了一下原理图

image.png

                还真是,于是只要简单配置一下PA2和PA3这两个引脚就可以实现串口通信了

                串口通信大家应该已经很熟悉了我就不多介绍了(绝对不是因为我懒

                看到教程视频需要串口收发不定长的数据,第一个想到的就是数据包形式。于是我定义了‘@’为包头‘回车’为包尾。

1748670187384527.png

1748670271369858.jpg

搞定!


下面附上串口部分代码

#include "stm32f4xx.h"                                  // Device header
#include "stm32f4xx_conf.h"
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

char Serial_RxPacket[100];				//定义接收数据包数组,数据包格式"@MSG\r\n"
uint8_t Serial_RxFlag;					//定义接收数据包标志位

/**
  * 函    数:串口初始化
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);	//开启USART2的时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA9引脚初始化为复用推挽输出
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA10引脚初始化为上拉输入
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA9复用为USART1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA10复用为USART1
	
	/*USART初始化*/
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;					//定义结构体变量
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;				//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;	//硬件流控制,不需要
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//模式,发送模式和接收模式均选择
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;		//奇偶校验,不需要
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位,选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长,选择8位
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);				//将结构体变量交给USART_Init,配置USART2
	
	/*中断输出配置*/
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);			//开启串口接收数据的中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);			//配置NVIC为分组2
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;				//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;		//选择配置NVIC的USART1线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;       //指定NVIC线路的抢占优先级为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;		//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);					//将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设
	
	/*USART使能*/
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);					//使能USART2,串口开始运行
}

/**
  * 函    数:串口发送一个字节
  * 参    数:Byte 要发送的一个字节
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
	USART_SendData(USART2, Byte);		//将字节数据写入数据寄存器,写入后USART自动生成时序波形
	while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);	//等待发送完成
	/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位,故此循环后,无需清除标志位*/
}

/**
  * 函    数:串口发送一个数组
  * 参    数:Array 要发送数组的首地址
  * 参    数:Length 要发送数组的长度
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//遍历数组
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数:串口发送一个字符串
  * 参    数:String 要发送字符串的首地址
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_SendString(char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组(字符串),遇到字符串结束标志位后停止
	{
		Serial_SendByte(String[i]);		//依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
	}
}

/**
  * 函    数:次方函数(内部使用)
  * 返 回 值:返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;	//设置结果初值为1
	while (Y --)			//执行Y次
	{
		Result *= X;		//将X累乘到结果
	}
	return Result;
}

/**
  * 函    数:串口发送数字
  * 参    数:Number 要发送的数字,范围:0~4294967295
  * 参    数:Length 要发送数字的长度,范围:0~10
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i ++)		//根据数字长度遍历数字的每一位
	{
		Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');	//依次调用Serial_SendByte发送每位数字
	}
}

/**
  * 函    数:使用printf需要重定向的底层函数
  * 参    数:保持原始格式即可,无需变动
  * 返 回 值:保持原始格式即可,无需变动
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	Serial_SendByte(ch);			//将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
	return ch;
}

/**
  * 函    数:自己封装的prinf函数
  * 参    数:format 格式化字符串
  * 参    数:... 可变的参数列表
  * 返 回 值:无
  */
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
	char String[100];				//定义字符数组
	va_list arg;					//定义可变参数列表数据类型的变量arg
	va_start(arg, format);			        //从format开始,接收参数列表到arg变量
	vsprintf(String, format, arg);	                //使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
	va_end(arg);					//结束变量arg
	Serial_SendString(String);		        //串口发送字符数组(字符串)
}

/**
  * 函    数:USART2中断函数
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入
  */
void USART2_IRQHandler(void)
{
	static uint8_t RxState = 0;		//定义表示当前状态机状态的静态变量
	static uint8_t pRxPacket = 0;	        //定义表示当前接收数据位置的静态变量
	if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET)	//判断是否是USART2的接收事件触发的中断
	{
		uint8_t RxData = USART_ReceiveData(USART2);			//读取数据寄存器,存放在接收的数据变量
		
		/*使用状态机的思路,依次处理数据包的不同部分*/
		
		/*当前状态为0,接收数据包包头*/
		if (RxState == 0)
		{
			if (RxData == '@' && Serial_RxFlag == 0)		//如果数据确实是包头,并且上一个数据包已处理完毕
			{
				RxState = 1;			//置下一个状态
				pRxPacket = 0;			//数据包的位置归零
			}
		}
		/*当前状态为1,接收数据包数据,同时判断是否接收到了第一个包尾*/
		else if (RxState == 1)
		{
			if (RxData == '\r')			//如果收到第一个包尾
			{
				RxState = 2;			//置下一个状态
			}
			else						//接收到了正常的数据
			{
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = RxData;		//将数据存入数据包数组的指定位置
				pRxPacket ++;			//数据包的位置自增
			}
		}
		/*当前状态为2,接收数据包第二个包尾*/
		else if (RxState == 2)
		{
			if (RxData == '\n')			//如果收到第二个包尾
			{
				RxState = 0;			//状态归0
				Serial_RxPacket[pRxPacket] = '\0';			//将收到的字符数据包添加一个字符串结束标志
				Serial_RxFlag = 1;		//接收数据包标志位置1,成功接收一个数据包
			}
		}
		
		USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);		//清除标志位
	}
}





关键词: 功率     检测     控制系统     INA219     串口    

专家
2025-05-31 14:26:06     打赏
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专家
2025-05-31 14:27:33     打赏
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2025-05-31 14:29:31     打赏
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