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STM32串口通信以寄存器地址和HAL两种方式实验Hello Windows!

發(fā)布時間：2023/12/16 windows 37 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 STM32串口通信以寄存器地址和HAL两种方式实验Hello Windows! 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

一、stm32串口通信
- 1.1 串口通信協(xié)議
- 1.2 通信接口
- 1.3 串口通信分類
- 1.4 STM32串行通信的通信方式
- 1.5 STM32串行通信
- 1.6 功能引腳
- 1.7 數(shù)據(jù)寄存器
- 2.1 RS-232通信協(xié)議
- 2.2 RS-232串口簡介
- 3.1 USB轉(zhuǎn)串口CH341接線
二、STM32的USART串口通信
- 1.1 題目要求
- 1.2 器件準(zhǔn)備
- 1.3 USB轉(zhuǎn)TTL與C8T6相連
- 1.4 CH341驅(qū)動安裝
三、用寄存器地址實(shí)現(xiàn)stm32串口通信
四、用HAL庫的方式
- 4.1 創(chuàng)建工程，配置參數(shù)
- 4.2 代碼編寫
- 4.3 燒錄編譯
五、總結(jié)
六、參考鏈接

一、stm32串口通信

1.1 串口通信協(xié)議

串口是顯控設(shè)備與信號處理板之間通信的主要接口，也是顯控設(shè)備與其他設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的協(xié)議數(shù)據(jù)幀通信傳輸?shù)闹匾涌凇?[2] 串口通信指串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比特字節(jié)（byte）的串行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。串口通信協(xié)議是指規(guī)定了數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，內(nèi)容包含了起始位、主體數(shù)據(jù)、校驗(yàn)位及停止位，雙方需要約定一致的數(shù)據(jù)包格式才能正常收發(fā)數(shù)據(jù)的有關(guān)規(guī)范。串口通信協(xié)議是基于串口使得通信雙方能夠相互溝通信息的一種約定，其定義了雙方遵循的協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式和其傳輸方式。 [2] 在串口通信中，常用的協(xié)議包括RS-232、RS-422和RS-485。

1.2 通信接口

1.3 串口通信分類

![在這里插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2dfde6bd517c49a2b8f0e892624ac244.png

1.4 STM32串行通信的通信方式

1.5 STM32串行通信

1.6 功能引腳

TX：發(fā)送數(shù)據(jù)輸出引腳。

RX：接收數(shù)據(jù)輸入引腳。

SW_RX：數(shù)據(jù)接收引腳，只用于單線和智能卡模式，屬于內(nèi)部引腳，沒有具體外部引腳。

nRTS：請求以發(fā)送(Request To Send)，n表示低電平有效。如果使能 RTS流控制，當(dāng) USART 接收器準(zhǔn)備好接收新數(shù)據(jù)時就會將 nRTS變成低電平；當(dāng)接收寄存器已滿時， nRTS將被設(shè)置為高電平。該引腳只適用于硬件流控制。

nCTS：清除以發(fā)送(Clear To Send)，n 表示低電平有效。如果使能 CTS流控制，發(fā)送器在發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)之前會檢測 nCTS引腳，如果為低電平，表示可以發(fā)送數(shù)據(jù)，如果為高電平則在發(fā)送完當(dāng)前數(shù)據(jù)幀之后停止發(fā)送。該引腳只適用于硬件流控制。 SCLK：發(fā)送器時鐘輸出引腳。這個引腳僅適用于同步模式。

1.7 數(shù)據(jù)寄存器

USART 數(shù)據(jù)寄存器(USART_DR)只有低 9位有效

一般使用 8位數(shù)據(jù)字長。

USART_DR 包含了已發(fā)送的數(shù)據(jù)或者接收到的數(shù)據(jù)。

2.1 RS-232通信協(xié)議

若是芯片與PC機(jī)（或上位機(jī)）相連，除了共地之外，就不能這樣直接交叉連接了。

盡管PC機(jī)和芯片都有TXD和RXD引腳，但是通常PC機(jī)（或上位機(jī)）通常使用的都是RS232接口（通常為DB9封裝），因此不能直接交叉連接。

RS232接口是9針（或引腳），通常是TxD和RxD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換得到的。因此，要想使得芯片與PC機(jī)的RS232接口直接通信，需要也將芯片的輸入輸出端口也電平轉(zhuǎn)換成rs232類型，再交叉連接。

經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后，芯片串口和rs232的電平標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的：

單片機(jī)的電平標(biāo)準(zhǔn)（TTL電平）：+5V表示1，0V表示0；
Rs232的電平標(biāo)準(zhǔn)：+15/+13 V表示0，-15/-13表示1。
RS-232通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)串口的設(shè)備間通訊結(jié)構(gòu)圖如下：

因此，單片機(jī)串口與PC串口通信遵循下面的連接方式：
在單片機(jī)串口與上位機(jī)給出的rs232口之間，通過電平轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換。

2.2 RS-232串口簡介

RS232接口（封裝D89）

通信過程中只有兩個腳參與通信，電路連接時，連接三個腳即可。

2腳：電腦的輸入RXD
3腳：電腦的輸出TXD 通過2 ，3 腳就可以實(shí)現(xiàn)全雙工(可同時收發(fā))的串行異步通信
5腳：接地
PC串口與單片機(jī)串口連接方式：
其中，DB91是在電腦上的 DB92是在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上焊接著的

如果電腦沒有rs232口，只有USB口，可以用串口轉(zhuǎn)接線轉(zhuǎn)出串口，在電腦上位機(jī)上需要安裝驅(qū)動程序。

用串口通信比USB簡單，因?yàn)榇谕ㄐ艣]有協(xié)議，使用方便簡單。

3.1 USB轉(zhuǎn)串口CH341接線

USB轉(zhuǎn)串口模塊可以使用5V電壓供電，需要將跳帽按下圖安裝。

USB轉(zhuǎn)串口模塊可以使用3.3V電壓供電，需要將跳帽按下圖安裝。

可以對USB轉(zhuǎn)串口模塊進(jìn)行測試，將USB的電壓引腳用跳帽接上，然后將RXD和TXD兩個引腳用跳帽或者杜邦線接上。

然后打開串口終端，點(diǎn)擊“手動發(fā)送”或者“自動發(fā)送”，如果在接收區(qū)可以接收到數(shù)據(jù)，說明USB轉(zhuǎn)串口模塊工作正常，否則需要檢查接線是否正確、電路板元器件是否損壞。

USB轉(zhuǎn)串口電路板與單片機(jī)的接線圖，VCC接線是為了單片機(jī)供電，USB轉(zhuǎn)串口的RXD引腳與單片機(jī)的TXD引腳相連，USB轉(zhuǎn)串口的TXD引腳與單片機(jī)的RXD引腳相連，兩者的GND引腳直接相連。

二、STM32的USART串口通信

1.1 題目要求

完成一個STM32的USART串口通訊程序（查詢方式即可，暫不要求采用中斷方式），要求：
（1）設(shè)置波特率為115200，1位停止位，無校驗(yàn)位；
（2）STM32系統(tǒng)給上位機(jī)（win10）連續(xù)發(fā)送“hello windows！”。win10采用“串口助手”工具接收。
（3）在沒有示波器條件下，可以使用Keil的軟件仿真邏輯分析儀功能觀察管腳的時序波形，更方便動態(tài)跟蹤調(diào)試和定位代碼故障點(diǎn)。請用此功能觀察串口輸出波形，并分析其波形反映的時序狀態(tài)正確與否，高低電平轉(zhuǎn)換周期（LED閃爍周期）實(shí)際為多少。

1.2 器件準(zhǔn)備

STM32F103C8T6最小核心板
USB轉(zhuǎn)TTL
CH340驅(qū)動(USB串口驅(qū)動)_XP_WIN7共用
串口調(diào)試助手XCOM V2.3

1.3 USB轉(zhuǎn)TTL與C8T6相連

連接示意表

實(shí)際連接圖如下

1.4 CH341驅(qū)動安裝

下載鏈接：
??CH340/CH341
????Windows 驅(qū)動鏈接：https://www.wch.cn/download/CH341SER_EXE.html/

打開網(wǎng)頁，點(diǎn)擊下載

下載好后，點(diǎn)擊應(yīng)用程序，再點(diǎn)擊安裝

在電腦設(shè)備管理器處查看有無com端口出現(xiàn)，有即可證明成功。

三、用寄存器地址實(shí)現(xiàn)stm32串口通信

建立模板要用到的SYSTEM文件及啟動文件，包括點(diǎn)燈時需要的C8T6數(shù)據(jù)手冊，以及燒錄用到的FlyMcu，網(wǎng)盤自取。
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1jxbVCa_filfR9ZRlmP6SMw
提取碼：k4lv

以下步驟都在keil下操作

新建工程light
將startup_stm32f10x_md.s這個啟動文件復(fù)制你所建的工程目錄下，然后雙擊Source Group1添加(add）)即可在新建USER和DAIMA文件和復(fù)制SYSTEM啟動文件到工程目錄下。
點(diǎn)擊Target 1，再點(diǎn)擊Manage Project ltems…
在上面對話框的中間欄，點(diǎn)新建（用紅圈標(biāo)出）按鈕（也可以通過雙擊下面的空白處實(shí)現(xiàn)），新建 USER 和 SYSTEM 兩個組。然后點(diǎn)擊 Add Files 按鈕，把 SYSTEM 文件夾三個子文件夾里面的：sys.c、usart.c、delay.c 加入到 SYSTEM 組中。注意：此時 USER 組下還是沒有任何文件，我們只添加SYSTEM的三個。
點(diǎn)擊 OK，退出該界面返回 IDE。
此時界面如圖所示

接著，我們新建一個 test.c 文件，并保存在 USER 文件夾下。然后雙擊 USER 組，會彈出加載文件的對話框，此時我們在 USER 目錄下選擇 test.c 文件，加入到 USER 組下。
注意編譯之前點(diǎn)擊魔法棒，設(shè)置output生成.hex文件，路徑放在OBJ文件里
接著，再設(shè)置 Listings 文件路徑，在圖 3.2.16 的基礎(chǔ)上，打開 Listing 選項卡→點(diǎn)擊 Select
Folder for Listings→找到 OBJ 文件夾→點(diǎn)擊 OK
注：OBJ自己是新建的文件，用于存放編譯器編譯時后產(chǎn)生的 c/匯編/鏈接的列表清單
生成的.hex文件也放在里面便于尋找和后面燒錄，主要是方便管理和查找。
加入sys、delay、usart的include路徑：

在下載的SYSTEM組下，只需修改usart.c和編寫寫test.c文件即可。

在usart.c修改的代碼如下

void uart_init(u32 pclk2,u32 bound) { float temp;u16 mantissa;u16 fraction; temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIVmantissa=temp; //得到整數(shù)部分fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小數(shù)部分 mantissa<<=4;mantissa+=fraction; RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口時鐘 RCC->APB2ENR|=1<<14; //使能串口時鐘 GPIOA->CRH&=0XFFFFF00F;//IO狀態(tài)設(shè)置GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO狀態(tài)設(shè)置 RCC->APB2RSTR|=1<<14; //復(fù)位串口1RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止復(fù)位 //波特率設(shè)置USART1->BRR=mantissa; // 波特率設(shè)置 USART1->CR1|=0X200C; //1位停止,無校驗(yàn)位. #if EN_USART1_RX //如果使能了接收//使能接收中斷 USART1->CR1|=1<<5; //接收緩沖區(qū)非空中斷使能 MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2);//組2，最低優(yōu)先級 #endif }

在test.c中修改的代碼：

#include "sys.h" #include "usart.h" #include "delay.h" int main(void) { u16 t; u16 len; u16 times=0;Stm32_Clock_Init(9); //系統(tǒng)時鐘設(shè)置delay_init(72); //延時初始化uart_init(72,115200); //串口初始化為115200while(1){if(USART_RX_STA&0x8000){ len=USART_RX_STA&0x3FFF;//得到此次接收到的數(shù)據(jù)長度printf("\r\n Hello Windows! \r\n\r\n");for(t=0;t<len;t++){USART1->DR=USART_RX_BUF[t];while((USART1->SR&0X40)==0);//等待發(fā)送結(jié)束}printf("\r\n\r\n");//插入換行USART_RX_STA=0;}else{times++;if(times%200==0)printf("Hello Windows!\r\n"); delay_ms(10); }} }

編譯結(jié)果
沒有報錯！
那么就可以進(jìn)行燒錄了。
借助Flymou進(jìn)行燒錄
百度云盤資源
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1VxMUZFOVvpAf-L_YbATMag
提取碼：fasf
用XCOM串口觀察助手
打開XCOM串口助手，彈出界面點(diǎn)擊打開串口，即可以接收到C8T6發(fā)送的數(shù)據(jù)Hello Windows!

四、用HAL庫的方式

4.1 創(chuàng)建工程，配置參數(shù)

打開Stm32CubeMX并創(chuàng)建工程

選擇stm32F103C8開發(fā)板，開始工程

Mode選擇異步通信(Asynchronous)：

勾選Enabled:

配置項目設(shè)置(名稱、位置、環(huán)境)：

生成項目：

4.2 代碼編寫

Stm32CubeMX設(shè)置好后跳轉(zhuǎn)到keil上
在main.c中定義STM32需要給上位機(jī)發(fā)送的消息：

uint8_t hello[20]="hello windows！\n";

在main.c中定義一個延時函數(shù)，來使設(shè)置發(fā)送的時間間隔：

void Delay_wxc( volatile unsigned int t) {unsigned int i;while(t--)for (i=0;i<800;i++); }

在while循環(huán)中調(diào)用查詢，并調(diào)用延時函數(shù)：

while (1){HAL_UART_Transmit(&huart1,hello,20,100000);Delay_wxc(3500); //這里每個人電腦不一樣發(fā)送的間隔時延需要自己調(diào)整嘗試/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}

執(zhí)行結(jié)果

4.3 燒錄編譯

打開FlyMcu 選擇剛剛程序編譯生成的hex文件，并搜索串口并燒錄

打開XCOM串口觀察小助手

五、總結(jié)

keil沒有成功build的話，可能是代碼本身問題，也可使魔法棒里的一些設(shè)置問題。燒錄沒成功可能是實(shí)驗(yàn)操作時的一些沒有注意到的小問題，一步一步的找出問題，實(shí)踐出真知，都能解決的。

六、參考鏈接

https://blog.csdn.net/qq_43328313/article/details/106439088
https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/120841504?spm=1001.2014.3001.5502

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32串口通信以寄存器地址和HAL两种方式实验Hello Windows!的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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