CubeMX生成STM32工程文件，对串口测试使用（一）

• 目录

  引言

  硬件连接

  软件配置步骤

  步骤一：开启 USART 和相关时钟

  步骤二：配置 USART 参数

  步骤三：配置USART（GPIO）

  数据发送和接收

  发送数据

  阻塞方式发送数据

  中断方式发送数据

  接收数据

   阻塞方式接收数据

   中断方式接收数据

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  引言

  • 项目基于STM32F103C8T6开发，工程代码基于CubeMX生成，具体代码生成步骤见用CubeMX生成STM32F103C8T6的工程。本节对生成的工程代码进行初步的解析，实现利用串口实现简单的数据收发。

• 硬件连接

  • 首先，确保 STM32 芯片的 USART 引脚正确连接到外部设备。对于 USART1，通常 TX 引脚（发送引脚）连接到外部设备的接收引脚，RX 引脚（接收引脚）连接到外部设备的发送引脚，即交叉连接。

• 软件配置步骤

  • 主要介绍HAL库工程对串口的初始化流程，这部分初始化CubeMX已经帮我们写好了，下
    面对HAL库对串口初始化流程进行介绍。

  • 步骤一：开启 USART 和相关时钟

    • 在使用 USART 之前，需要开启 USART 模块以及其对应的时钟。对于 USART1，在 STM32CubeMX 生成的代码中，通常在main函数的初始化部分或者MX_GPIO_Init和MX_USART1_Init函数中有相关的时钟配置。

  • 步骤二：配置 USART 参数

    • 这里将 USART1 的波特率设置为 115200bps，数据位长度为 8 位，1 个停止位，无奇偶校验，工作模式为发送和接收，无硬件流控制，过采样为 16 倍。通过UART_HandleTypeDef结构体来配置 USART 的参数。这些参数包括波特率、数据位长度、停止位、奇偶校验位等。

    • 以下是一个配置 USART1 参数的代码片段：

• /* USART1 init function */
  
  void MX_USART1_UART_Init(void)
  {
  
    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */
  
    /* USER CODE END USART1_Init 0 */
  
    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */
  
    /* USER CODE END USART1_Init 1 */
    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();
    }
    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */
  
    /* USER CODE END USART1_Init 2 */
  
  }

  • 步骤三：配置USART（GPIO）

• void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
  {
  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    if(uartHandle->Instance==USART1)
    {
    /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */
  
    /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
      /* USART1 clock enable */
      __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
  
      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
      /**USART1 GPIO Configuration
      PA9     ------> USART1_TX
      PA10     ------> USART1_RX
      */
      GPIO_InitStruct.Pin = Current_485_TX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      HAL_GPIO_Init(Current_485_TX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      GPIO_InitStruct.Pin = Current_485_RX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
      HAL_GPIO_Init(Current_485_RX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      /* USART1 interrupt Init */
      HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 1, 0);
      HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
    /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */
  
    /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
    }
    else if(uartHandle->Instance==USART2)
    {
    /* USER CODE BEGIN USART2_MspInit 0 */
  
    /* USER CODE END USART2_MspInit 0 */
      /* USART2 clock enable */
      __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE();
  
      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
      /**USART2 GPIO Configuration
      PA2     ------> USART2_TX
      PA3     ------> USART2_RX
      */
      GPIO_InitStruct.Pin = BDS_TX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      HAL_GPIO_Init(BDS_TX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      GPIO_InitStruct.Pin = BDS_RX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
      HAL_GPIO_Init(BDS_RX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      /* USART2 interrupt Init */
      HAL_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 1, 0);
      HAL_NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);
    /* USER CODE BEGIN USART2_MspInit 1 */
  
    /* USER CODE END USART2_MspInit 1 */
    }
    else if(uartHandle->Instance==USART3)
    {
    /* USER CODE BEGIN USART3_MspInit 0 */
  
    /* USER CODE END USART3_MspInit 0 */
      /* USART3 clock enable */
      __HAL_RCC_USART3_CLK_ENABLE();
  
      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
      /**USART3 GPIO Configuration
      PB10     ------> USART3_TX
      PB11     ------> USART3_RX
      */
      GPIO_InitStruct.Pin = LORA_TX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      HAL_GPIO_Init(LORA_TX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      GPIO_InitStruct.Pin = LORA_RX_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
      HAL_GPIO_Init(LORA_RX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
      /* USART3 interrupt Init */
      HAL_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn, 1, 0);
      HAL_NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);
    /* USER CODE BEGIN USART3_MspInit 1 */
  
    /* USER CODE END USART3_MspInit 1 */
    }
  }

  数据发送和接收

  • 发送数据

  • 阻塞方式发送数据

    可以使用HAL_UART_Transmit函数。例如，发送一个字符串 “Hello World”。

uint8_t data[] = "Hello World";
HAL_UART_Transmit(&huart1, data, sizeof(data), 1000);

              这个函数会将data数组中的数据通过 USART1 发送出去，数据长度为sizeof(data)字节，超时时间为 1000 毫秒。如果在超时时间内没有发送完所有数据，函数会返回错误。

             中断方式发送数据

               使用HAL_UART_Transmit_IT函数。例如：

uint8_t data[] = "Async Send";
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, data, sizeof(data));

              调用这个函数后，数据发送过程会在后台通过中断来处理，函数会立即返回，程序可以继续执行其他任务。当数据发送完成后，会触发相应的中断服务程序。

        接收数据

          阻塞方式接收数据

           使用HAL_UART_Receive函数。例如，接收 10 个字节的数据到receiveBuffer中，程序会一直等待，直到接收到指定长度的数据或者超时。

uint8_t receiveBuffer[10];
HAL_UART_Receive(&huart1, receiveBuffer, sizeof(receiveBuffer), 1000);

          中断方式接收数据

           使用HAL_UART_Receive_IT函数，函数调用后立即返回，当接收到数据时会触发中断服务程序来处理数据接收

uint8_t receiveBuffer[10];
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, receiveBuffer, sizeof(receiveBuffer));