STM32系列——串口收发数据基础

1. 串行接口相关知识

• 两种通信方式：并行通信与串行通信，并行通信传输速度快但是占用的引脚资源多，串行通信传输速度慢但是占用的引脚资源少。

• 三种模式：单工、半双工、全双工

• 异步串行通信:通信双方在没有同步时钟的前提下，将一个字符（包括特定的附加位）按位进行传输的通信方式。

• 波特率:每秒钟传输的二进制位数，如9600bps。

• 串口<--------->USB接口:CH340 CP2012

• STM32芯片的串口UASRT功能十分强大，但对于日常编程而言，使用最多的还是异步串行通信。

USART1_TX与PA9复用，USART1_RX与PA10复用。

USART2_TX与PA2复用，USART2_RX与PA3复用。

2. STM32CubeMX中关于USART的配置

注意：（1）Mode模式设置为异步通信；（2）波特率配置要与上位机选择的一致；

3. HAL库中串口发送的重要函数（重点）

• 阻塞式发送函数（串口数据发送完以后，单片机才能执行下一步程序，一般串口需要发送的数据也不多，等他发完也不会花太多时间，所以其影响可忽略不计）

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

四个参数：使用哪个串口；需要发送的数据（是字符串还是字节获数组）；数据大小；设定的发送时间；

• 非阻塞式发送函数（串口发送数据，不需要等待发送完数据，单片机能执行下一步程序，一般用于串口需要发送很长的数据的情况）待串口将数据发送完以后，回调对应中断服务函数。

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

• 发送完毕中断回调函数

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

4. 串口发送数据实例

• 使用非阻塞式的串口发送函数，将发送缓数组dat_Txd中的前5个数据发送到USART1，在数据发送完成后，翻转PB9引脚的输出电平。

HAL_UART_Transmit_IT(&huart1，&dat_Txd,5);//调用非阻塞式的串口发送函数
void HAL_UART_TxCpltCalback(UART_HandleTypeDef *huart)//发送完毕中断回调函数
{
    if(huart->Instance == USART1)//判断是否为串口1
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
    }
}

• 补充：使用阻塞式的串口发送函数怎么写代码？

HAL_UART_Transmit(&huart1, &dat_Txd, 5, 10000);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);

5. HAL库中串口接收的重要函数（重点）

• 阻塞式接收函数（不推荐使用，一般不知道什么时候能够接受到数据，单片机不可能一直不工作只为等着接收数据）

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

• 非阻塞式接收函数（推荐使用）

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);

• 接收完毕中断回调函数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

6. 串口接收数据实例

• 使用非阻塞式的串口接收函数，接收USART1的一个字节，将其保存在变量dat_Txd中，在数据接收完成后若该字节为0x5A，翻转PB8引脚的输出电平。

HAL_UART_Receive_IT(&huart1，&dat_Rxd,1);//调用非阻塞式的串口发送函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)//判断是否为串口1
    {
        if(huart->Instance == USART1)
         {
            if(dat_Rxd == 0x5A)
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
         }
    }
}

7. 综合实训

在STM32F103C8T6开发板上，连接相关外电路， 还需要一个串口，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能。

【1】开机后，向串口1发送“hello world ! ”。

【2】串口1收到字节指令“OxA1”，PB9输出高电平，发送“LED1 Open ! ”。

【3】串口1收到字节指令“OxA2”，PB9输出低电平，发送“LED1 Closed! ”。

【4】在串口发送过程中，翻转PB8作为发送数据指示灯。

（1）cubmx配置

在本文第2点关于USART的配置基础下勾选中断，并将波特率修改为9600。

（2）Keil5编写代码

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/*宏定义*/
#define LED1_ON()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
#define LED1_OFF()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
#define LED2_ON()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
#define LED2_OFF()     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);

uint8_t Tx_str1[] = "hello world!\r\n";
uint8_t Tx_str2[] = "LED1 Open!\r\n";
uint8_t Tx_str3[] = "LED1 Close!\r\n";
uint8_t RX_dat = 0;

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if(huart->Instance == USART1)//判断是否为串口1
    {
        if(huart->Instance == USART1)
         {
            if(RX_dat == 0xa1)
            {
            LED1_ON();
            
            LED2_ON();
            HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str2),10000);
            LED2_OFF();    
            HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RX_dat,1);
            }
       
         else if(RX_dat == 0xa2)
         {
            LED1_OFF();
            
            LED2_ON();
            HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str3),10000);
            LED2_OFF();        
            HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RX_dat,1);
         }
       }
    }
}
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
    LED2_ON();
    HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str1),10000);
    LED2_OFF();
    
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&RX_dat,1);
  /* USER CODE END 2 */

操作完毕！