串口通信(用CubeMX学习STM32)

前言: STM32串口介绍

串行通信是单片机与外部设备或其他计算机交换信息的一个方式, 数据一位一位的按顺序传送, 其优点是只需要一条传输线, 协议简单, 但是缺点就是传送速度较慢。

串口是单片机上非常便捷的一个工具, 当写程序需要调试的时候, 它可以很方便的提供调试方法, 只要在一些关键代码执行的地方, 通过串口给串口调试助手发送相关信息, 就可以使我们很方便的查看代码在这个位置的执行情况。

下面看一下我所使用的单片机上串口的原理图接线

外部的发送端TXD就是单片机串口的接收端USART_RX,   外部接收端RXD就是单片机串口的发送端USART_TX

TXD : Transmit(TX) Data(D)  Receive(RX) Data(D))

USART就是Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter(通用同步/异步串行接收/发送器)的缩写 就是一个全双工的收发器

CH340是串口芯片, 当单片机用一根USB串口线接到电脑的时候, TXD就是指电脑通过数据线给单片机发送数据,对应单片机要接收数据, 因此单片机对应引脚就是RX(接收)

(电脑端发送) TXD -----> USART_RX(单片机接收)

(单片机发送) USART_TX-----> RXD (电脑端接收)

单片机上用跳线帽将PA10, PA9和USART1_RX, USART1_TX连接起来了, 所以我们只需对PA10, PA9配置即可

PA9就是USART1_TX, PA10就是USART1_RX

跳线帽将PA9和CH340的RXD, PA10和CH340的TXD连接起来了

下面开始Cube配置+IAR编程

3.1 操作简介

使用异步串口通信, 分别以轮询、中断、DMA方式使用串口发送数据进行与电脑的通信。 电脑端使用串口调试助手接收单片机发送的信息

3.2 轮询方式串口通信

单片机会不断查询串口对应引脚, 有通信需求就进行处理, 这样比较浪费CPU资源, 前面在中断里面也讲过, 中断可以很好地弥补这个。 这里先演示轮询方式

Step1 : Cube配置

新建一个工程, 同时也加入LED和按键等对应引脚的配置, 用以配合串口通信

(1) RCC和SYS配置

(2)USART1串口1配置

注释 :

关于异步传送(Asynchronous)和同步传送(Synchronous)

1、同步发送 : 发送方和接收方以同一个时钟源控制发送和接收。 就是当发送方发出数据后, 等待接收方发回响应后才发下一个数据包。

2、异步传送 : 数据在线路上是以一个字为单位传送, 各个字符之间可以是接连传送也可以是间断传送, 这完全由发送方根据需要来决定。 发送和接收双方分别用自己的饿时钟源来控制发送和接收。也就是说发送方发出数据后, 不等待接收方回应, 随时可以发送下一组数据

(3) 按键和LED引脚配置[Pinout & Configuration]

跟第二篇博客写的按键的配置一样的 点击下方蓝字快速回到第二篇博客

第一节补充: 按键操作(CubeMX加HAL库学STM32系列)

(4) 时钟树配置[Clock Configuration]

(5) 工程配置[Project Manager]

(6) 生成代码 (Generate)

Step2 : IAR或Keil编程

(1) 重定向printf函数

在学习C语言的时候, 大家肯定都用过printf这个函数, printf可以将指定字符打印到电脑的显示器上。

但是, 单片机要使用这个就要把他打印的方向改一下, 不是打印在电脑的命令行中, 而是打印到串口里面,传输到串口调试助手. 因此我们需要重定向printf函数。

重定向后我们要将调试信息打印到USART1中, 需要对printf所依赖的打印函数fputc()重定向在usart.c里面添加如下代码

#include "stdio.h"

/******************************************************************

*@brief  Retargets the C library printf  function to the USART.

*@param  None 

*@retval None

******************************************************************/

#ifdef __GNUC__

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int _io_putchar(int ch)

#else 

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

#endif /* __GNUC__*/

PUTCHAR_PROTOTYPE

{

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);

return ch;

}

上面除了重定向的代码, 还包含了一个标准库头函数, 最好加上这个, 因为printf函数就是这个库里面的, 不加的话有时候会出错或者警告

Tips : HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); 是通过串口1传输一个字符, ch为字符的地址, 0XFFFF表示超时时间 下面是这个函数的定义 Go to definition进入 stm32f4xx_hal_uart.c可以看这个函数定义

关于串口通信的其他接口函数都可以在 stm32f4xx_hal_uart.h文件里面找到声明

在stm32f4xx_hal_uart.h里面的一些串口通信相关功能函数

(2) 主函数

由于我们CubeMX配置了串口, 所以主函数里面也自动添加了串口初始化函数

下面添加测试printf的代码

/* USER CODE BEGIN 3 */

// 在while(1)里面循环扫描, 判断读取的按键引脚状态

// 判断 WK_UP 按键是否按下  

if (HAL_GPIO_ReadPin(WKUP_GPIO_Port, WKUP_Pin) == GPIO_PIN_SET)

{

    HAL_Delay(10); // 延时10ms, 做一个软件的消抖, 防止因抖动而检测到按键按下

    if (HAL_GPIO_ReadPin(WKUP_GPIO_Port, WKUP_Pin) == GPIO_PIN_SET)         // 如果确实按下了

    {

        while(HAL_GPIO_ReadPin(WKUP_GPIO_Port, WKUP_Pin) == GPIO_PIN_SET); // 松手检测, 即当这个按键松开后才进行下面的程序, 下同

        printf("key WK_UP was pressed rn");

    }

}

// 判断 KEY0 按键是否按下 

if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)

{

    HAL_Delay(10); // 延时10ms, 软件消抖

    if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)

    {

        while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET);

        printf("key KEY0 was pressed rn");

    }

}

  /* USER CODE END 3 */

(3) 编译下载