STM32CubeMX+HAL(3)实现简单串口通信

STM32CubeMX+HAL实现简单串口通信

在上一篇文章中我们用KEY0控制两个LED的亮灭，难度并不高。这一篇文章，我们尝试用STM32CubeMX配置串口，用HAL库实现简单的串口通信：按下按键KEY0，绿灯亮，开发板发送一条数据“test”；没有按键按下时，红灯亮。在后续的过程中我们再尝试用STM32CubeMX配置中断和DMA，本次暂且不管。

1.选择芯片

首先使用STM32CubeMX新建一个工程，选择合适的芯片，笔者选用的是正点原子mini开发板，选择STM32F103RCT6，创建工程。

2.CubeMX配置

2.1.SYS&RCC

这一部分可以参照跑马灯那一篇文章2.1和2.2两节进行配置，本文不再赘述。

2.2.LED&KEY

使用的依然是LED0和LED1两位老嘉宾，移步跑马灯中2.3一节即可；KEY0移步按键中2.3一节即可。

2.3.USART

点击左侧的USARTA1后，在Mode一栏中下拉选择Asynchronous，CubeMX会自动为用户进行选择。比如在这里，我们没有配置过PA9和PA10，选择Asynchronous就会为我们自动选择PA9和PA10：

假设我们已经用过了PA9，那再选择的时候CubeMX就会自动放弃使用PA9和PA10，转而使用其他空闲的IO：

CubeMX自己为我们配置好了重映射，极大的缩短了配置的时间。

我们在USART中配置相应的参数。其中，波特率设置为9600，长度设置为8bits，无奇偶校验位，1位停止位，设置为收发模式。

我们这一次不需要使用中断和DMA的功能，因此不再额外进行配置。

3.生成工程

这一部分同样可以参照跑马灯第3章进行配置，本文不再赘述。

4.在MDK中添加串口功能函数

本次的目标功能是按下按键KEY0，绿灯亮，开发板发送一条数据“test”；没有按键按下时，红灯亮。我们可以先写绿灯亮红灯灭、红灯亮绿灯灭两个功能函数：

/* USER CODE BEGIN 0 */
void LED0_On()
{
	HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

void LED1_On()
{
	HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 0 */

然后我们在main函数中定义我们需要发送的字符串：

  /* USER CODE BEGIN 1 */
	uint8_t temp[]="test  ";
  /* USER CODE END 1 */

在stm32f1xx_hal_uart.h中可以找到HAL库中用于收发的函数，和标准库中的函数有些差别。有如下6个：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

其中，HAL_UART_Transmit和HAL_UART_Receive函数是普通的串口收发函数，HAL_UART_Transmit_IT和HAL_UART_Receive_IT函数是在中断中收发，HAL_UART_Transmit_DMA和HAL_UART_Receive_DMA是使用DMA收发。本次需要用到的函数是HAL_UART_Transmit函数。

可以看到HAL_UART_Transmit的参数有四个：

第一个参数huart就是使用的串口，非常好理解，h是HAL库的缩写，uart就是串口；

第二个参数pData是数据，比如可以传进来一个字符串；

第三个参数Size是数据的大小，根据实际情况而定；

第四个参数Timeout是最大发送时间，超过这个时间以后会退出发送。

在main函数中结合按键的功能，编写代码如下：

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
		{
			LED1_On();
			
			while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET);
			HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,20,50);
		}
		
		LED0_On();
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

这样，一个简单的串口通信程序就编写完成了。

烧录到开发板上，红灯亮。打开串口助手，设置波特率等参数后，打开串口，按下KEY后绿灯亮，串口助手收到字符串"test"，功能实现。

5.注意事项

（1）串口波特率、奇偶校验、停止位等参数可以自行配置，但是需要注意的是收发两端参数必须完全一致，否则不可以进行通信；

6.附main.c代码

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
void LED0_On()
{
	HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

void LED1_On()
{
	HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	uint8_t temp[]="test  ";
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
		{
			LED1_On();
			
			while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET);
			HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,20,50);
		}
		
		LED0_On();
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */