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學(xué)習(xí)STM32單片機(jī),繞不開(kāi)的串口

作者: 時(shí)間:2024-12-27 來(lái)源:硬件筆記本 收藏

剛開(kāi)始學(xué)機(jī)的你,是不是會(huì)因用程序把LED點(diǎn)亮而感到高興,會(huì)因用程序把數(shù)碼管點(diǎn)亮而感到高興。這是好事,這也是想繼續(xù)學(xué)習(xí)下去的動(dòng)力。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/202412/465847.htm


但是數(shù)據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)機(jī)和STM32的一道坎,此時(shí)就需要用好本文要說(shuō)的這個(gè)調(diào)試工具。


通信介紹


關(guān)于通信的介紹,也可以點(diǎn)擊閱讀之前發(fā)的一篇文章:STM32串口通信基本原理。


串口通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間,通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線 、地線、控制線等,按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式......這種太過(guò)理論了,看似懂了,但又不懂。還是用我筆者自己的話來(lái)說(shuō)吧。


串口通信就是可以把程序在機(jī)或者STM32芯片中運(yùn)行的結(jié)果發(fā)送到電腦的一種通信方式。



如何使用串口通訊,你需要知道的幾個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn):


  • 波特率,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋缟蠄D設(shè)置為9600,那么程序中也要設(shè)置為9600

  • 硬件連接,接收、發(fā)送交叉連接,如上圖TxD->RxD,RxD->TxD

  • 停止位

  • 奇偶校驗(yàn)

  • 硬件數(shù)據(jù)流

其中,后3項(xiàng)一般不需要改變。


學(xué)會(huì)串口通信能做什么


學(xué)過(guò)C語(yǔ)言的人都知道,程序開(kāi)發(fā)需要不斷調(diào)試不斷驗(yàn)證。很多的語(yǔ)言編程軟件都有很完整的程序調(diào)試功能。使用起來(lái)很方便。而我們的開(kāi)發(fā)雖然也是用C語(yǔ)言,但我們的程序最終運(yùn)行的環(huán)境不是在我們的開(kāi)平臺(tái)而是在真正的硬件系統(tǒng)中運(yùn)行。這時(shí)想要查看程序的運(yùn)行過(guò)程或者結(jié)果就不像編程軟件那么方便了。


想要解決這個(gè)問(wèn)題,我們這時(shí)就可以借助串口通信來(lái)把我們需要知道的結(jié)果又或者是程序運(yùn)行的關(guān)鍵步驟發(fā)送到電腦上,我們就知道程序在硬件系統(tǒng)中運(yùn)行是否出現(xiàn)問(wèn)題。51單片機(jī)可以用串口來(lái)調(diào)試,STM32可以用串口來(lái)調(diào)試,Linux開(kāi)發(fā)板也是使用串口來(lái)調(diào)試。


當(dāng)你學(xué)會(huì)串口通信時(shí),你可以開(kāi)始玩WIFI模塊、GSM模塊、藍(lán)牙模塊、GPS模塊、以及各種使用串口通信的傳感器等等。有能力你還可以編寫(xiě)上位機(jī)軟件通過(guò)串口通信來(lái)控制設(shè)備。


串口通信需要什么


如果你只有STM32核心板,那么你還需要一個(gè)串口轉(zhuǎn)USB模塊和一個(gè)串口數(shù)據(jù)接收軟件還有幾根杜邦線就可以了。

如果你的是比較完整的一款開(kāi)發(fā)板的話,一般都已經(jīng)帶有串口轉(zhuǎn)USB模塊,這樣使用起來(lái)就更簡(jiǎn)單了。聰明的你是不是發(fā)現(xiàn)還缺少了點(diǎn)什么,對(duì)。沒(méi)錯(cuò)因?yàn)檫€缺少了最重要的程序。想要使用串口通信當(dāng)然還需要寫(xiě)串口通信的程序。


下文就教你如何去用,而不是寫(xiě)。


串口實(shí)驗(yàn)


關(guān)于串口的實(shí)驗(yàn),之前錄過(guò)一個(gè)基于HAL庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的視頻,可以點(diǎn)擊查看:STM32打印數(shù)據(jù)到串口助手。


而下文中的實(shí)驗(yàn)基于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的,與HAL相比思路是一樣的。


在做一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),最好把這個(gè)實(shí)驗(yàn)分割成幾個(gè)關(guān)鍵的步驟,這樣做的好處就是可以清晰的知道自己需要做什么,以及做完了哪些。還有哪些還沒(méi)做。


下面把串口實(shí)驗(yàn)分成幾個(gè)關(guān)鍵的步驟:


1)串口通信使用到的GPIO引腳配置


STM32F103系列的芯片一般都有三個(gè)串口以上,用來(lái)調(diào)試使用的串口一般都是使用USART1。其他的串口配置都是一樣的。


下面這段就是串口配置的程序:

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能USART1,GPIOA時(shí)鐘//USART1_TX GPIOA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復(fù)用推挽輸出GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化GPIOA.9//USART1_RX GPIOA.10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;  //PA10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  //浮空輸入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化GPIOA.10


串口使用的的GPIO口是PA9和PA10,所以只需配置這兩個(gè)IO口的輸入輸出模式就可以了。


2)串口主要參數(shù)設(shè)置(直接看程序)

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//USART 初始化設(shè)置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//數(shù)據(jù)格式,8位USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個(gè)停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無(wú)奇偶校驗(yàn)位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無(wú)硬件數(shù)據(jù)流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 
//初始化串口1USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開(kāi)啟串口接受中斷


串口參數(shù)配置無(wú)法就是配置串口的波特率、數(shù)據(jù)格式、停止位、奇偶校驗(yàn)、硬件流、收發(fā)模式。除了波特率需要改變其他的參數(shù)都不需要管。直接復(fù)制拿來(lái)用。


3)串口中斷配置

串口如果使用中斷接收,那么就需要配置串口的中斷參數(shù),配置項(xiàng)無(wú)法就是配置那個(gè)的中斷源和中斷的優(yōu)先級(jí)。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//Usart1 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;  //搶占優(yōu)先級(jí)3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //子優(yōu)先級(jí)3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   //根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器


4)串口使能


就是你需要什么時(shí)候開(kāi)始使用串口功能,就是一句原有的函數(shù)。

USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1


5)編寫(xiě)串口中斷處理函數(shù)

使用庫(kù)函數(shù)開(kāi)發(fā),所有的中斷函數(shù)都是已經(jīng)存在的,只是中斷函數(shù)里面沒(méi)有處理任何事情而已。中斷函數(shù)如下:


完整的串口中斷函數(shù):

void USART1_IRQHandler(void){int Res=0;  //定義一個(gè)變量用來(lái)接收串口數(shù)據(jù)集if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數(shù)據(jù)必須是0x0d 0x0a結(jié)尾)
  {
  Res =USART_ReceiveData(USART1);  //讀取接收到的數(shù)據(jù)
  USART_SendData(USART1,Res );     //把接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口1發(fā)送出去
  }
}


串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的函數(shù)都是庫(kù)函數(shù)提供的,想用時(shí)只需找到它直接拿來(lái)用就可以了。


6)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

把程序編譯燒寫(xiě)到STM32然后用串口轉(zhuǎn)USB模塊連接到電腦,在串口調(diào)試工具設(shè)置好波特率,打開(kāi)串口。正常的話,那發(fā)送什么到STM32單片機(jī),串口工具上就會(huì)收到什么。


總結(jié)

以上就完成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的串口實(shí)驗(yàn)。

本文章主要是說(shuō)明串口的重要性,用來(lái)調(diào)試程序很方便。




關(guān)鍵詞: 串口 單片

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