STM32CubeMX基于HAL库实现简单串口通信

STM32CubeMX基于HAL库实现简单串口通信

板子：STM32F103C8

编译工具：Keil+STM32CubeMX

烧录工具：FlyMcu

串口调试程序：XCOM

实验要求：

1）设置波特率为115200，1位停止位，无校验位；

2）STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”

一、串口通讯原理

1. 简介：

在串行通信中，一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束。在进行传输之前，双方一定要使用相同的波特率设置。波特率就是每秒钟传输的数据位数。常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。我们通常使用的是异步通信，异步通信规定传输的数据格式由起始位（start bit）、数据位（data bit）、奇偶校验位（parity bit）和停止位（stop bit）组成。串口通讯有HAL 库轮询，中断，DMA 三种通信模式：

• 轮询方式：CPU不断查询IO设备，如设备有请求则加以处理。例如CPU不断查询串口是否传输完成，如传输超过则返回超时错误。轮询方式会占用CPU处理时间，效率较低。
• 中断控制方式：当I/O操作完成时，输入输出设备控制器通过中断请求线向处理器发出中断信号，处理器收到中断信号之后，转到中断处理程序，对数据传送工作进行相应的处理。
• 直接内存存取技术（DMA）方式：所谓直接传送，即在内存与IO设备间传送一个数据块的过程中，不需要CPU的任何中间干涉，只需要CPU在过程开始时向设备发出“传送块数据”的命令，然后通过中断来得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪。

2. USART：

2.1 USERT简介：

USART，英文全称——Universal Synchronous/Asychronous Receiver/Transmitter，即通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。它提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。它支持同步单向通信和半双工单线通信，也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据组织)SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。它还允许多处理器通信。使用多缓冲器配置的DMA方式，可以实现高速数据通信。

在STM32中文参考手册第516页也做了比较详细的介绍。

2.1 USERT特性：

.

3. 串口通信过程

二、实验

1. STM32CubeMX

• 搜索框中输入STM32F103C8选择对应芯片
  

• 双击芯片进入项目/点击start Project

• 右侧栏中点击A->Z->USERT1

• Mode选择Asynchronous异步通信

• 设置参数：（以下在最新版本地Cube中是默认参数，可以跳过这一步）

  • 波特率：115200 Bits/s
  • 字符长度：8 Bits
  • 停止位 Stop Bits：1
  • 校验位 Parity：None
    

• 项目配置四步骤

  • 设置名称；Basic；IDE是MDK-ARM
  • Code Generator中勾选此选项生成对应.c和.h文件方便管理
    
    

注意：以上所展示设置仅仅针对串口通信这一单一功能，如果需要使用Keil的软件仿真逻辑分析仪功能观察串口的输出波形，还需要额外配置（其实就和流水灯一样），具体配置请参考：我的上一遍文章STM32CubeMX基于HAL库的流水灯实验

2. Keil TIME!

在Cube中Generate Code后选择open project跳转至Keil

1. 来到main.c中的while循环中添加下列代码：

		//高电平点亮A4
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
		//发送的数据
		char data[]="hello windows!\n";
		//发送
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
		//延时0.5S
		HAL_Delay(500);
		//低电平熄灭A4
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
		//延时0.5S
		HAL_Delay(500);

在这之前我已经配置好了A4管脚的相关功能并未在文中展示

2. 配置魔法棒（一劳零逸）
   

3. build项目->debug

4. 打开UART1窗口以及仿真示波器窗口
   

5. Run！！！！

3. 实机运行

3.1 使用FlyMcu烧录hex文件

选择串口后先清空芯片再点击开始编程

3.2 使用XCOM接收信息

看到这里可能有一些疑惑，图中的输出并没有像Keil中的仿真程式一样换行，这是为什么呢？
因为XCOM中并不支持\n换行符，我们把\n换成\r就行了。

三、总结

USART功能非常强大，本次实验只进行了最基础的操作，若想继续探究，还需多多练习。
另外希望不要学一半丢一半，要时常结合前面所学的知识来进行应用，顺便可以巩固。

四、参考文章

醉意丶千层梦：基于HAL库实现stm32简单串口通信

安迪西：STM32CubeMX系列|串口通讯

江南烟脓雨：STM32F103串口通信USART小试牛刀