STM32串口通信详解

最新推荐文章于 2025-03-25 01:05:02 发布

晟盾科技

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分类专栏：嵌入式开发文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

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1. 引言

STM32是一款广泛使用的32位微控制器，以其高性能、低功耗和丰富的外设而著称。串口通信（UART/USART）是STM32中最常用的通信方式之一，用于实现与计算机或其他设备的简单数据交换。本文将详细介绍如何在STM32上配置和使用串口通信。

2. 基本概念

2.1 UART vs USART•UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）：

通用异步收发传输器，是一种简单的串行通信协议，支持单端信号。

•USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver-Transmitter）：通用同步异步收发传输器，支持同步和异步通信，可以使用差分信号提高抗干扰能力。
2.2 串口参数•波特率（Baud Rate）：
每秒传输的位数，常见的波特率有9600、115200等。

•数据位（Data Bits）：每个字符的位数，通常为8位。

•停止位（Stop Bits）：表示一个字符结束的位数，通常为1位。

•校验位（Parity Bit）：用于检测传输错误，可以是偶校验、奇校验或无校验。

3. 硬件连接

3.1 串口引脚STM32的串口引脚通常包括：

•TX（传输）：发送数据的引脚。•RX（接收）：接收数据的引脚。•GND（地线）：接地线。

3.2 连接示例假设使用STM32F103C8T6的USART1，连接到PC的USB转串口适配器：

•STM32 TX (PA9) → USB转串口 RX•STM32 RX (PA10) → USB转串口 TX•STM32 GND → USB转串口 GND

4. 软件配置

4.1 使用HAL库配置串口STM32 HAL库提供了方便的API来配置和使用串口。以下是一个基本的配置示例：

4.1.1 初始化函数#include "stm32f1xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart1;
 
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 115200;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}

4.1.2 发送数据

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if(uartHandle->Instance==USART1)
{
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
 
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
 
HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
}
}
 
void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
if(uartHandle->Instance==USART1)
{
HAL_NVIC_DisableIRQ(USART1_IRQn);
__HAL_RCC_USART1_FORCE_RESET();
__HAL_RCC_USART1_RELEASE_RESET();
 
HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10);
}
}
 
void SendData(const char *data)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, strlen(data), HAL_MAX_DELAY);
}

4.1.3 接收数据

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if (huart->Instance == USART1)
{
// 处理接收到的数据
uint8_t received_data;
HAL_UART_Receive(&huart1, &received_data, 1, HAL_MAX_DELAY);
// 处理 received_data
}
}

4.2 使用CubeMX生成代码

1. 打开STM32CubeMX，选择相应的STM32型号。

2. 配置USART1，设置波特率、数据位、停止位和校验位。

3. 生成初始化代码，导入到项目中。

5. 示例代码

5.1 主函数

int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
 
while (1)
{
SendData("Hello, STM32!\r\n");
HAL_Delay(1000);
}
}

5.2 系统时钟配置

void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
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 busses 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();
}
}