程序员经验分享-hwhale

【嵌入式知识08】STM32的USART串口通信，给上位机连续发送Hello Windows！

2023-05-16

本文主要介绍串口协议和RS-232、485标准，以及RS232、485电平与TTL电平的区别，了解"USB/TTL转232"模块的工作原理；并完成一个STM32的USART串口通讯程序。

本文目录

  • 一、串口协议
    • 1.串口通信简介
    • 2.设备之间的通信方式
    • 3.STM32串口通信
    • 4.RS-232通信协议
    • 5.USB/TTL转232
  • 二、USART串口通信文件（HAL库方式）
  • 三、STM32的USART串口通信
    • 1.实验目标
    • 3.USB转TTL与STM32F103C8T6相连
    • 4.编写代码
    • 5.串口助手观察输出
  • 四、总结
  • 五、参考资料

一、串口协议

1.串口通信简介

  串口通信(Serial Communication)的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节的通信方式。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。
  串口通信是一种设备间非常常用的串行通讯方式，因为它简单便捷，大部分电子设备都支持该通讯方式，电子工程师在调试设备时也经常使用该通讯方式输出调试信息。

2.设备之间的通信方式

一般情况下，设备之间的通信方式分为串行通信和并行通信。

并行通信串行通信
数据各个位同时传输数据按位顺序传输
速度快占用引脚资源少
占用引脚资源多速度相对较慢

串口通信还可分为：

  • 单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输；
  • 半双工：允许数据在两个方向上传输。但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；它不需要独立的接收端和发送端，两者可以合并一起使用一个端口；
  • 全双工：允许数据同时在两个方向上传输。因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，需要独立的接收端和发送端。

在这里插入图片描述

按照通信方式，又分为

  • 同步通信：带时钟同步信号传输。比如：SPI，IIC通信接口。
  • 异步通信：不带时钟同步信号。比如：UART(通用异步收发器)，单总线。

同步通信：收发设备上方会使用一根信号线传输信号，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。例如，通信中通常双方会统一规定在时钟信号的上升沿或者下降沿对数据线进行采样。

异步通信：不使用时钟信号进行数据同步，它们直接在数据信号中穿插一些用于同步的信号位，或者将主题数据进行打包，以数据帧的格式传输数据。通信中还需要双方规约好数据的传输速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。

  在同步通信中，数据信号所传输的内容绝大部分是有效数据，而异步通信中会则会包含数据帧的各种标识符，所以同步通讯效率高，但是同步通讯双方的时钟允许误差小，稍稍时钟出错就可能导致数据错乱，异步通讯双方的时钟允许误差较大。

常见串口通信的接口

通信标准引脚说明通信方式通信方向
UART 通用异步收发器TXD：发送端 RXD：接收端GND：共地异步通信全双工
1-wire 单总线DQ发送/接收端异步通信半双工
SPISCK：同步时钟 MISO：主机输入，从机输出 MOSI：主机输出，从机输入同步通信全双工
I2CSCK：同步时钟SDA：数据输入/输出端同步通信半双工

3.STM32串口通信

STM32的串口通信接口有两种，分别是：UART（通用异步收发器）、USART（通用同步异步收发器）。

引脚连接方式：
TXD <-----> RXD
RXD <-----> TXD
GND <----->GND
在这里插入图片描述

注：RXD:数据输入引脚，接受数据； TXD:数据发送引脚，数据发送；

对于两个芯片之间的连接，两个芯片GND共地，同时TXD和RXD交叉连接。这里的交叉连接的意思就是，芯片1的RxD连接芯片2的TXD，芯片2的RXD连接芯片1的TXD。这样，两个芯片之间就可以进行TTL电平通信了。

4.RS-232通信协议

若是芯片与PC机（或上位机）相连，除了共地之外，就不能这样直接交叉连接了。

尽管PC机和芯片都有TXD和RXD引脚，但是通常PC机（或上位机）通常使用的都是RS232接口（通常为DB9封装），因此不能直接交叉连接。

RS232接口是9针（或引脚），通常是TxD和RxD经过电平转换得到的。因此，要想使得芯片与PC机的RS232接口直接通信，需要也将芯片的输入输出端口也电平转换成rs232类型，再交叉连接。

在这里插入图片描述

经过电平转换后，芯片串口和rs232的电平标准是不一样的：

  • 单片机的电平标准（TTL电平）：+5V表示1，0V表示0；
  • Rs232的电平标准：+15/+13 V表示0，-15/-13表示1。

单片机串口与PC串口通信遵循下面的连接方式：
在单片机串口与上位机给出的rs232口之间，通过电平转换电路，实现TTL电平与RS232电平之间的转换。

5.USB/TTL转232

USB转串口模块可以使用5V、3V3电压供电，需要将跳线帽进行安装。
在这里插入图片描述
USB转串口电路板与单片机的接线图，VCC接线是为了单片机供电，USB转串口的RXD引脚与单片机的TXD引脚相连，USB转串口的TXD引脚与单片机的RXD引脚相连，两者的GND引脚直接相连。

二、USART串口通信文件（HAL库方式）

之前已学习过STM32cubx创建工程文件的步骤，直接看下图流程：
在这里插入图片描述
设置USART
在这里插入图片描述
时钟设置
在这里插入图片描述
之后导出Keil文件即可
在main.c文件的主函数while循环中添加以下代码：

	  char data[]="hello windows!\n";
		HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
		//高电平点亮A12
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
		
		HAL_Delay(100);
		//低电平熄灭A12
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(900);

三、STM32的USART串口通信

1.实验目标

完成一个STM32的USART串口通讯程序，要求：

1）设置波特率为115200，1位停止位，无校验位；
2）STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello
windows！”。win10采用“串口助手”工具接收。

所需设备如下：

STM32F103C8T6最小核心板
USB转TTL
CH340驱动(USB串口驱动)_XP_WIN7共用
串口调试助手XCOM V2.3

3.USB转TTL与STM32F103C8T6相连

连接方式如下：
USB转TTL <-----> STM32F103C8T6
GND <-----> G
3V3 <-----> 3V3
RXD <-----> PA9
TXD <-----> PA10

4.编写代码

使用STM32CubeMX生成代码。
SYSTEM文件下的 usart.c，编写uart_init函数，代码如下

void uart_init(u32 pclk2,u32 bound)
{  	 
	float temp;
	u16 mantissa;
	u16 fraction;	   
	temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIV
	mantissa=temp;				 //得到整数部分
	fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分	 
    mantissa<<=4;
	mantissa+=fraction; 
	RCC->APB2ENR|=1<<2;   //使能PORTA口时钟  
	RCC->APB2ENR|=1<<14;  //使能串口时钟 
	GPIOA->CRH&=0XFFFFF00F;//IO状态设置
	GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO状态设置 
	RCC->APB2RSTR|=1<<14;   //复位串口1
	RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止复位	   	   
	//波特率设置
 	USART1->BRR=mantissa; // 波特率设置	 
	USART1->CR1|=0X200C;  //1位停止,无校验位.
#if EN_USART1_RX		  //如果使能了接收
	//使能接收中断 
	USART1->CR1|=1<<5;    //接收缓冲区非空中断使能	    	
	MY_NVIC_Init(3,3,USART1_IRQn,2);//组2，最低优先级 
#endif
}

在test.c中编写如下代码：

#include "sys.h"
#include "usart.h"		
#include "delay.h"	 
int main(void)
{				 
	u16 t; u16 len; u16 times=0;
	Stm32_Clock_Init(9);	//系统时钟设置
	delay_init(72);	  		//延时初始化
	uart_init(72,115200); 	//串口初始化为115200
  	while(1)
	{
		if(USART_RX_STA&0x8000)
		{ 
			len=USART_RX_STA&0x3FFF;//得到此次接收到的数据长度
			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);//等待发送结束
			}
			printf("\r\n\r\n");//插入换行
			USART_RX_STA=0;
		}else
		{
			times++;
			if(times%200==0)printf("Hello Windows!\r\n"); 
			delay_ms(10); 
		}
	}	 
}

第一句，其实就是发送一个字节到串口，通过直接操作寄存器来实现的。
第二句呢，就是我们在写了一个字节在 USART1->DR 之后，要检测这个数据是否已经被发送完成了，通过检测USART1->SR 的第 6 位，是否为 1 来决定是否可以开始第二个字节的发送。
在这里插入图片描述

5.串口助手观察输出

打开XCOM串口助手，弹出界面点击打开串口，即可以接收到C8T6发送的数据Hello Windows!
注：设置波特率为115200
在这里插入图片描述
可以观察得出，成功发送数据Hello Windows!
成功完成了串口通信。

四、总结

  本文学习了描述串口协议和RS-232标准，以及"USB/TTL转232"模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理，并实际操作串口通信hello windows，学习到了很多新知识，也不断巩固旧知识，收益匪浅。

五、参考资料

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/112213196

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

https://blog.csdn.net/vic_to_ry/article/details/110451036

本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

【嵌入式知识08】STM32的USART串口通信，给上位机连续发送Hello Windows！ 的相关文章

  • 《奔跑吧Linux内核（第二版）》第四章笔记

    内核配置 内核配置工具常见的有 xff1a make config make oldconfig make menuconfig 内核配置工具最终会在Linux内核源码的根目录下生成一个隐藏文件 config文件 xff0c 这个文件包含了

  • GDB+QEMU调试Linux内核

    1 使用qemu创建虚拟机 使用qemu创建ARM64架构虚拟机可以参考我的另一篇博客 xff1a Ubuntu18 04使用qemu搭建ARM64架构虚拟机 xff08 二 xff09 2 安装gdb multiarch工具包 span

  • centos7 HA

    本文以两台机器实现双集热备高可用集群 xff0c 主机名node1的IP为192 168 122 168 xff0c 主机名node2的IP为192 168 122 169 一 安装集群软件 必须软件pcs xff0c pacemaker

  • 《奔跑吧Linux内核（第二版）》第五章笔记

    Linux内核采用宏内核架构 xff0c 即操作系统的大部分功能都在内核中实现 xff0c 比如进程管理 内存管理 进程调度 设备管理等 xff0c 并且都在特权模式下 xff08 内核空间 xff09 运行 而与之相反的另一种流行的架构是

  • 交叉编译内核模块

    本实验在x86环境中交叉编译ARM64架构模块 xff0c 然后qemu启动ARM64架构虚拟机 xff0c 加载该模块运行 1 创建ARM64虚拟机 详见 xff1a Ubuntu18 04使用qemu搭建ARM64架构虚拟机 xff08

  • Linux内核模块相互调用

    编写一个内核模块A xff0c 通过导出模块符号的方式来实现接口函数 编写另一个内核模块B xff0c 调用内核模块A暴露出来的接口函数 1 源文件 内核模块A xff08 test A c xff09 span class token m

  • RTOS论文笔记（二）

    李在林 韩宏克 嵌入式Linux实时性分析及改造 2010 Linux 的实时性测试 中断延迟测试 在Linux中 xff0c 内核或驱动程序显式地关 开中断 xff0c 一般是通过调用 cli sti 来进行操作的 在调用 cli 时 x

  • LXC容器相关论文笔记

    段赫 基于LXC容器资源优化的研究与实现 2016 一 绪论 容器虚拟化技术 传统虚拟化技术 xff0c 实现一个虚拟机就意味着需要消耗了硬件资源来在底层系统上虚拟一个新的操作系统 xff0c 所以除了传统模拟硬件的虚拟化技术 xff0c

  • fork和clone系统调用小实验

    实验一 xff1a 使用fork 函数创建一个子进程 xff0c 然后在父进程和子进程中分别使用printf语句来判断谁是父进程和子进程 fork 函数被调用后会立即创建一个子进程 xff0c 子进程和父进程同时独立运行互不干扰 返回值 x

  • 【RTOS论文笔记】A Comparative Analysis of RTOS and Linux Scalability on an Embedded Many-core Processor

    背景 以往对多核实时操作系统的研究主要集中在多核处理器上任务集的可调度性和响应时间分析 同时 xff0c 许多研究人员声称 xff0c 在不久的将来 xff0c 高端嵌入式系统还将包括高性能并行应用程序 xff0c 以支持复杂的任务 xff

  • 树莓派4B内核打RT-preempt实时补丁的实现

    硬件环境 xff1a 树莓派4B 操作系统 xff1a 树莓派版Ubuntu server 20 04 LTS xff08 64bit xff09 1 依赖环境的安装 运行如下命令 xff1a span class token functi

  • RT-Preempt笔记

    基于Zynq平台的Linux实时性研究及在数据采集中的应用 马啸 嵌入式实时系统研究现状 实时操作系统专门用于在时间约束条件下运行时间关键的应用程序 用于操作处理实时任务所需的最坏情况执行时间 xff08 Worst Case Execut

  • Mac上vmware fusion装的ubuntu不能与主机复制粘贴的问题

    解决方法一 xff1a 安装vmware tools 依次点击 xff1a 虚拟机 gt 安装vmware tools 会在ubuntu桌面上出现vmware tools xff0c 双击打开 解压tar gz包 xff0c 执行解压命令t

  • ceph的一些优化

    最近一直在忙着搞Ceph存储的优化和测试 xff0c 看了各种资料 xff0c 但是好像没有一篇文章把其中的方法论交代清楚 xff0c 所以呢想在这里进行一下总结 xff0c 很多内容并不是我原创 xff0c 只是做一个总结 如果其中有任何

  • Ubuntu 20.04使用qemu搭建ARM64 Linux系统

    1 安装所需依赖 span class token function sudo span span class token function apt get span span class token function install sp

  • GCC 编译选项总结

    c 只激活预处理 编译 和汇编 也就是他只把程序做成obj文件 例子用法 gcc span class token operator span c hello span class token punctuation span c 他将生成

  • 常见排序算法 Python实现

    冒泡排序 span class token keyword def span span class token function bubbleSort span span class token punctuation span lst s

  • GCC 编译优化等级

    参考资料 xff1a Using the GNU Compiler Collection 打开优化标志会使编译器尝试以牺牲编译时间和调试程序的能力为代价来提高性能和 或代码大小 根据目标和 GCC 的配置方式 xff0c 在每个 O 级别启

  • 树莓派4B开机自动发微信报告ip地址

    方法的实现基本基于博主虚宇宸轩的 实现 树莓派开机自动向微信发消息报告ip地址 xff08 无第三方代理 xff09 xff0c 具体原理和操作过程 xff0c 请参考该博主的文章 xff0c 写得很详细 xff0c 原理解释的也很清楚 本

  • 解决arm-none-eabi-gcc交叉编译helloworld程序segmentation fault 错误

    目标 xff1a 在x86 64主机上 windows 10或ubuntu 20 04 上交叉编译arm架构的helloworld程序 xff0c 然后通过scp将编译完的可执行文件传给树莓派4B xff0c 在树莓派上执行该程序 xff0

随机推荐

  • 中断方式及DMA工作详解

    一 轮询方式 对I O设备的程序轮询的方式 xff0c 是早期的计算机系统对I O设备的一种管理方式 它定时对各种设备轮流询问一遍有无处理要求 轮流询问之后 xff0c 有要求的 xff0c 则加以处理 在处理I O设备的要求之后 xff0

  • 构成帧的方法

    组帧 组帧的原因是为了在出错的时候只需要重发出错的帧 xff0c 而不需要重发全部数据 xff0c 从而提高效率 为了能让接收方正确地接收并检查所传输的帧 xff0c 发送方必须依据一定的规则把网络层传下来的分组封装成帧 这个动作称为组帧

  • AUTOWARE下底盘CAN通讯实现

    无人驾驶系列 autoware与底盘CAN通讯实现 本文介绍在使用autoware时 xff0c 如何将autoware发送的消息传输给底盘 xff0c 实现对线控底盘的控制 准备工作 xff1a 1 系统具备ROS和autoware 2

  • Boost库安装与使用

    Boost 库很不错 xff0c 所以我今天就安了它一下下 Boost 库不是 C 43 43 标准库的一部分 xff08 据说在下一版本的 C 43 43 标准会采纳它 xff09 xff0c 但它有一些标准库所没有的很有用的一些功能 x

  • ROS Ubuntu20.04多版本opencv运行及bug解决

    ubuntu系统装有多个版本opencv使用方法及可能出现的问题 xff1a 单opencv版本时使用命令 xff1a find package OpenCV 3 2 REQUIRED 其默认是在user local 目录下安装的openc

  • UDP编程

    一切以包裹为中心 xff0c 字节数组为核心 一 UDP的基本步骤 xff1a 1 xff09 发送端 package com sxt udp import java net DatagramPacket import java net D

  • LWIP之lwip_select函数使用

    本测试基于lwip2 1 2 参考了CSDN博主 64 则强 的文章 原文链接 xff1a https blog csdn net baidu 39191253 article details 127630186 部分地方做了修改 xff0

  • 直流无刷电机的调试与代码开源（配套资源）

    本周对手头的一款大疆M3508直流无刷电机调试的相关内容进行整理及个人的代码进行分享 一 M3508直流无刷电机 直流无刷电机的工作原理此处不做阐述 xff0c 相关资料也易查询 1 1电机结构与连接样式图 1 2电机参数 具体不多加阐述

  • Linux网络编程——UDP编程

    文章目录 前言一 udp编程相关函数1 socket函数2 bind函数3 sendto函数4 recvfrom函数5 close函数 二 实际案例总结 前言 1 UDP通信协议 xff0c 服务器端和客户端无需建立连接 xff0c 只需要

  • c++ vector用法 入门必看 超详细

    1 vector的作用 vector是最常用的容器之一 xff0c 功能十分强大 xff0c 可以储存 管理各种类型的数据 在很多情况下可以用来代替功能比较局限的普通数组 xff0c 因为我们知道 xff0c 普通数组只能实现一对一的映射而

  • 比特（bit）和字节（byte）

    比特 xff08 bit xff09 和字节 xff08 byte xff09 比特 一个0或者一个1存储为一个bit xff0c 是计算机中最小的一个存储单位 字节 计算机中最基本的存储单元是字节 xff0c 一个字节是由8个比特构成的

  • 图形化界面如何给画笔加粗

    public void actionPerformed ActionEvent e String bstr 61 e getActionCommand 获得该组件上的文本内容 xff1b str 61 e getActionCommand

  • 在Ubuntu18.04上面安装VMware-tools实现屏幕适配（保姆级别操作）

    默认在虚拟机上面安装了Ubuntu xff0c 如果没有安装点击下面链接 xff0c 对照教程安装即可 注意每个人需要的Ubuntu的版本不一样安装自己的需要下载就行不要完全照着教程来 http t csdn cn Q1r0d 看自己需要安

  • ipv6的一些特殊地址

    2008年7月3日第二次修正 xff01 昨天是修正了地址部分 xff0c 本想发上来的 xff0c 没来得及 今天修正了NDP协议 xff0c 接下来会是路由和转换部分 总结一下各协议的精华 xff1a OSPF在于LSA xff0c B

  • VMware上面实现Ubuntu和Windows文件的复制粘贴功能（以及虚拟机当中插入U盘能够显示）

    一 xff1a 安装VMware tools工具 点击以下链接有详细的教程和操作 xff08 如何在Ubuntu18 04上面安装VMware tools xff09 http t csdn cn is6rZ 二 xff1a 实现Windo

  • IDEA当中System.out.println输出中文乱码，以及控制台中文文字乱码的解决方案

    操作步骤如下 1System out println在控制台输出中文乱码的解决 xff08 原因分析 xff09 因为System out读取系统使用GBK编码输出 xff0c 而IEDA控制台使用的是UTF 8解码 xff08 解决方法

  • rosdep update延时问题最简单方法解决和ros一键下载

    ros一键下载 点击链接即可参考博客教程安装 http t csdn cn HqtoN rosdep update延时问题解决 xff08 time out xff09 方法一 xff1a 第一步 xff1a sudo apt get in

  • Typora基础操作

    Typora操作教程 文章目录 Typora操作教程一 xff1a Markdown语法1 1标题 1 2字体1 3线1 4列表1 5区块1 6代码1 7链接1 8图片二 xff1a Typora与数学公式2 1各种符号的实现2 2各种特殊

  • Tomcat下载和配置详细

    Tomcat下载和配置 1 下载Tomcat安装包 Tomcat下载地址 xff1a https tomcat apache org 点击圈画部分下载安装包 在这里插入图片描述 https img blog csdnimg cn 5b033

  • 【嵌入式知识08】STM32的USART串口通信，给上位机连续发送Hello Windows！

    本文主要介绍串口协议和RS 232 485标准 xff0c 以及RS232 485电平与TTL电平的区别 xff0c 了解 34 USB TTL转232 34 模块的工作原理 xff1b 并完成一个STM32的USART串口通讯程序 本文目

热门标签