15.1 关于串口
15.1.1 串口理论知识

说到串口，经常提到TTL、RS232、RS422、RS485，简单的说，就是为了适应不同的环境条件，使用了不同的电平标准。假如微处理器和板载的蓝牙透传模块通信时，一般就使用TTL电平，引脚直接连接即可。假如微处理器在工业现场，需要连接一个几十米外的装置，则应该考虑将TTL电平转为RS232、RS422、RS485。

% z( q, Q" R9 C% i: N+ J
& V7 G+ [3 w! T! p; G- i+ E8 f
图 15.1.1 不同通信电平应用的场景

, b4 s2 d$ |8 x' o& a
' X- R5 |* H$ N; f! j如下表 15.1.1 是几个通信接口标准总结。可以发现为了加大传输距离，人们依次尝试了增加电压、差分传输等方式。
) \+ i+ m& C) ^5 y
( i9 a3 l2 J" Q2 Z

表 15.1.1 常见通信接口标准


以TTL电平的接口为例讲解串口怎么传输数据，对于RS232/RS422/RS485等接口，仅仅是把TTL电平转换为不同的电平值，或者转换为差分信号。
; {$ A& U* L: D
TTL接口的串口，硬件连接如图 15.1.2 所示。
* `4 c! l9 M' p
4 N" |$ U3 E$ z2 P% t$ U
, Y( S" e" b1 K, o7 |# i' A
+ q1 ^) v7 [, R- H6 L图 15.1.2 TTL电平的串口硬件连接示意图


串口传输中的一些概念如下：
. c- V; {3 W4 i: B! ]8 z1 t! Y
波特率：一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)；

/ u3 X3 Y( L. x7 W4 k" [  \( N起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输数据的开始；
/ ?, T) f9 y$ G/ [$ C8 P
- ^; r# R4 H$ B' G, o0 e" ~数据位：可以是5~8位逻辑”0”或”1”，先传输bit 0，再传输bit 1，依次类推；

校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。校验位是可选的，可以不传输；

停止位：它是一个字符数据的结束标志，数据线变回逻辑”1”；
( N  A, b+ g* B8 @  e% k' Y

- _5 J- C! V9 ^8 }6 e
怎么发送一字节数据，比如“A”？“A”的ASCII值是0x41，二进制就是01000001，怎样把这8位数据发送给对方呢？

双方约定好波特率、数据格式(数据位个数、停止位个数、是否使用校验位、奇校验还是偶校验)，假设数据位是8，停止位是1，校验位是1；

# S. `$ x9 O) L9 R初始电平为逻辑1；

发送方输出逻辑0，并保持1位的时间；接收方检测到逻辑0，就知道对方准备发送数据了；
0 r8 M, Q7 [) s; e( T3 I
6 R/ Q( J7 C' r: n4 Q9 z8 I发送方根据数据的bit 0设置引脚电平，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到bit 0；
, G8 Z9 n3 ~; E# T! T  a2 S: @
$ b: N- d+ B3 i' C发送方根据数据的bit 1设置引脚电平，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到bit 1；

) ?# J4 {. p# n: i. Q5 Z. c以此类推，发出8位数据；

l发送方计算出校验值，设置引脚，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到校验值；注意，这步可以省略；
0 z# W7 _  w2 w  A: Y4 f
发送方输出逻辑1，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，直到数据传输结束；
3 [- ?: R1 Q+ v3 d: B
6 p, C6 |/ p7 g 信号的波形图如图 15.1.3 所示。


4 s7 z# O; a9 X& J  r# a# T8 p( w
图 15.1.3 串口信号传输波形图
/ C. o& p" R  D( O: U
' O# N& v  j& b8 V# ?+ Y* |
15.1.2 STM32的串口

* \  _! \. P& H( i在嵌入式中，很多MCU和外设模块都集成有UART外设。STM32F103系列最多有3个通用同步异步收发器（Universal synchronous asynchronous receiver transmitter，USART），2个通用异步收发器（Universal asynchronous receiver transmitter，UART）。USART和UART的主要区别在于，USART支持同步通信，该模式有一根时钟线提供时钟。

串口在嵌入式中经常使用，一般使用UART就足够了，常见的用途如下：
0 d% ]1 ?# g3 ^* Z! s
1. 作为调试口，打印程序运行的状态信息；

5 r9 `# B2 v! }' y8 k, m3 ]  ^# d2. 连接串口接口的模块（比如GPS模块），传输数据；
4 U# _7 w. K* n+ d
, A; u- y/ ~0 H3. 通过电平转换芯片变为RS232/RS485电平，连接工控设备；


! t2 a3 j8 I% m1 c5 u0 r! _5 W4 HSTM32F103系列不同USART所支持的功能如表 15.1.2 所示，STM32F103C8T6只有USART1/2/3。
2 {- Q5 u3 ], {


2 E' ~. V- k$ D* m) r' g7 b表 15.1.2 STM32F103系列不同USART所支持功能
USART内部结构的结构如图 15.1.4 所示。
& V8 u; Z  i% f9 F& V; _! J/ |
5 N3 \" e8 b5 x4 d7 p/ A

& D0 l, d5 q9 c: W, ?图 15.1.4 USART内部结构

, G" R; o4 o5 Q( ]; O6 Y
  a( j* n2 O* I1 E可以把USART分成四部分：

7 `( c0 G9 L. ~①：USART引脚

TX：数据发送；
% v) `( O# i9 J' k0 x1 Y
RX：数据接收；

SW_RX：在单线和智能卡模式下接收数据，属于内部引脚，没有具体外部引脚；

9 U' P) l& [' l% f, p% H' XRTS：在硬件流控制时，用于指示本设备准备好可接收数据，低电平说明本设备可以接收数据；

CTS：在硬件流控制时，用于指示本设备准备好可发送数据，低电平说明本设备可以发送数据；

& g) ^* H6 M) }( ^# c! lCK：在同步模式时，用于输出时钟；
# J) ]1 ?, Q" |' {) s) f2 M3 e2 A
②：波特率发生器
. P$ J# j4 F. @
通过设置USART_BRR寄存器的值，实现串口通信数据传输速率的设置。由《参考手册》可知计算公式为：


, Z$ \9 O0 n, t
其中“Tx/Rx Baudrate”为波特率，“f_PCLK”为该外设USART的时钟频率，“USARTDIV”为USART_BRR寄存器的值。

假设所需波特率为115200，当前USART时钟为72MHz，则USARTDIV=72000000/(115200*16)=39.0625。USART_BRR寄存器使用高12位[15:4]存放整数部分，低4位[3:0]存放小数部分，小数部分每一位对应1/24=0.0625。因此，整数39对应16进制为0x27，左移4位为0x270，小数0.0625，对应0x1，USART_BRR=0x271即可。
8 T1 W; j/ R! X
在利用寄存器配置USART的波特率的时候需要依据此公式计算USART_BRR的值，而在HAL库中无需计算，只需传入所需波特率，自动写USART_BRR寄存器值，但是我们仍然要学习这个波特率的计算公式，也许的开发调试过程中会使用到。
5 o/ c! v. x: r/ t
前面计算波特率需要知道外设时钟的值，由前面图 6.1.2 可知，USART1挂载APB1上，USART2/3和USART4/5挂载APB2上。由前面图 9.1.1 可知，APB1时钟最大为36MHz，APB2时钟最大为72MHz。因此，只有USART1的波特率计算中的能取最大系统时钟72MHz，而其它的USART/UART只能取36MHz。
' W: k- i  C2 i9 t+ Y
+ W! I# z$ h: v③：发送器/接收器控制单元
6 v- O: z4 T- ~8 x% [
# Y9 N' s4 |5 P, h' n' G. G) F. E8 x通过向控制寄存器CR1、CR2、CR3和状态寄存器SR写入相应的位，可实现对USART数据的发送和接收控制。其中CR1主要用于配置USART的数据位、校验位和中断使能，CR2用于配置USART的停止位和SCLK时钟控制，CR3用于CTS硬件流控制、DMA多缓冲控制等。通过读取状态寄存器SR的值，可查询USART的状态。

④：数据收发寄存器单元
- Z$ y- x  U8 r3 p0 ]1 v
该部分主要由发送数据寄存器（TDR）、发送移位寄存器、接收数据寄存器（RDR）、接收移位寄存器组成。发送移位寄存和接收移位寄存器，分别负责将发送数据并串转换和接收数据串并转换，从而实现数据在传输时，是一位一位的发送和接收。


! A: W  ?! T9 E" `. J  K3 S15.2 硬件设计
/ v" M. d4 e+ u& q2 x8 u1 ]如图 15.2.1 为开发板USB串口部分的原理图，U2是UART转USB的芯片CH340G，可自动将UART信号转换为USB信号，右边是串口自动下载电路，在前面5.2.4 调试/下载电路有过分析，这里不再赘述。

MCU的USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）接到U2，U2收到数据后自动将UART信号转换成USB信号。
8 o7 @% A8 b, C" `# q, l5 B
如图 15.2.2 所示为开发板USB切换电路，拨码开关P2决定开关芯片U4、U5的6脚电平高低。如果6脚为低，开关芯片3脚与4脚接通，即串口的USB信号连接USB口；如果6脚为高，开关芯片1脚与4脚接通，即MCU的USB信号连接USB口，实现了USB口的两种状态。


- ]$ U" I* |; b
图 15.2.1 USB调试串口电路

. v+ a0 o4 n) H
' M  G2 I0 U9 k" w. j, a/ ^
9 B1 R" d$ V. H) _& M& c图 15.2.2 USB切换电路
- K& p" \1 }2 h# L/ \' b

15.3 软件设计
' i4 M, h3 b* E& b# W, z15.3.1 软件设计思路

6 U3 b) y- P- J( L5 B( g) k) k- r/ F实验目的：本实验使用USART1向电脑发送打印信息。

! V: O% `8 x! b* d" F8 g  l3 W1) 初始化USART：设置波特率，收发选择，有效数据位等

2) 串口引脚初始化：USART使能、GPIO端口时钟使能、GPIO引脚设置为USART复用；

% J# p0 Y; `4 h+ r% S# g3) 重定向printf和scanf；
6 R+ Q+ P( [! @* u: `4 R1 D2 }
4) 主函数调用USRAT初始化函数，使用printf打印输出，使用scanf获取输入；

本实验配套代码位于“5_程序源码\7_通信—调试串口\”。
1 o3 P' Y  f# L* Q' X
  ]/ P% p9 v. a5 c, g
9 L5 R) b4 @: q% x3 {
5 P$ c  g; h4 f/ [! I15.3.2 软件设计讲解

1) GPIO引脚选择与串口选择
% ^: Q; U3 _0 c7 D' h- H
9 s; n% d0 N% d1 }+ x: k代码段 15.3.1 引脚宏定义（driver_usart.h）
! D( E- X, a& ~5 I
' M9 ~$ V; j6 h/ q4 C

1. /*********************
   8 O# q) f) a7 V4 ~% E( p
2. * 引脚宏定义
   
3. **********************/
   / `. ^$ C( ^4 F: m: u" O
4. #define USARTx                  USART1
   6 U; z9 t6 H) h( U; D1 B+ Q
5. #define USARTx_TX_PIN           GPIO_PIN_9
   + f. P  j' V0 ~+ B; C  S4 b
6. #define USARTx_RX_PIN           GPIO_PIN_10
   # _: W1 u4 |7 g, a2 s
7. #define USARTx_PORT             GPIOA
   + Z- E; a4 O' [, e
8. #define USARTx_GPIO_CLK_EN()    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
   
9. #define USARTx_CLK_EN()         __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE()
   
10. #define USARTx_CLK_DIS()        __HAL_RCC_USART1_CLK_D<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">ISABLE()</span>

复制代码

定义使用串口、对应GPIO、时钟使能，方便代码复用。

# [0 b, C) C& J/ B* \
2) 初始化USART
7 j' Y& {$ D. q( D; B# P
USART初始化包含两部分：协议部分和硬件部分。

4 d/ w& e& `: p9 V协议部分与硬件无关，比如USART的波特率、奇偶校验、停止位等，通过“HAL_UART_Init()”设置。
0 H5 [  h* {; b+ \9 R& }+ }: u/ X* C
+ i, P' y# b; J9 i( C硬件部分指承载的硬件载体，比如串口所使用的发送、接收引脚的复用，通过“HAL_UART_MspInit()”设置。函数名中的Msp（MCU Specific Package，MCU特定软件包），就是指MCU相关的硬件初始化。

代码段 15.3.2 USART初始化（driver_usart.c）
8 D! P( f# v8 @) ~2 i

1. /*
   7 ?  f( B' D! B5 v1 [$ Z; k. A
2. * 定义全局变量
   % V$ O2 [# _5 i$ A% `* E  {
3. */
   
4. UART_HandleTypeDef husart;
   5 d& {: @2 V) u8 {6 V
5. 
   5 B% ~7 W; c" S- B" [4 Q9 K' V6 K
6. /*
   6 A' e# @- g' M( e- p0 V6 g! x" D  Y1 d/ {
7. *  函数名：void UsartInit(uint32_t baudrate)
   
8. *  输入参数：baudrate-串口波特率
   # K- z& h5 X( y' x8 G
9. *  输出参数：无
   
10. *  返回值：无
    
11. *  函数作用：初始化USART的波特率，收发选择，有效数据位等
    
12. */
    
13. void UsartInit(uint32_t baudrate)
    ' p/ V1 Q8 s. D% m. \
14. {
    
15.     husart.Instance         = USARTx;                  // 选择USART1
    & R) u( g$ s- Z% t+ D5 q* K; Y& R7 r7 W
16.     husart.Init.BaudRate    = baudrate;                // 配置波特率
    7 @' _, H$ R: E, z! c# Y% [
17.     husart.Init.WordLength  = USART_WORDLENGTH_8B;     // 配置数据有效位为8bit
    
18.     husart.Init.StopBits    = USART_STOPBITS_1;        // 配置一位停止位
    7 I; P' H6 `& e
19.     husart.Init.Parity      = USART_PARITY_NONE;       // 不设校验位
      u4 _' F0 E" X7 z1 L3 t
20.     husart.Init.Mode        = USART_MODE_TX_RX;        // 可收可发
    
21.     husart.Init.HwFlowCtl   = UART_HWCONTROL_NONE;
    
22. 
    
23.     // 使用库函数初始化USART1的参数
    & h4 U2 C+ t( a. f
24.     if (HAL_UART_Init(&husart) != HAL_OK)
    
25.     {
    
26.         Error_Handler();
    
27.     }
    / y2 y3 H. w8 ]( n, |6 w9 T$ C
28. }

复制代码

5 n" v( [8 Q: w: t4行：定义一个“UART_HandleTypeDef”结构体（官方也称句柄）变量husart，用于保存串口参数设置；
+ j5 T) k9 |% y6 ?8 \8 |# a
9 E2 D4 {; I6 ]+ W2 S* I: \% Y15~21行：设置串口参数，也就是husart：

Instance：USART寄存器及地址，即哪一个USART；
( H$ S* k7 G; j  o1 ?# G) v) N" W
Init.BaudRate：“UART_HandleTypeDef”结构体里“UART_InitTypeDef”结构体成员，该属性为波特率；
; U+ H( F$ [5 j( h! n! |/ A/ f: Z
Init.WordLength：每次发送的字节长度，通常设置为8bit；
$ I' I# ?# _4 y: i; J3 E7 F  u$ o! E
% s$ o1 N7 H. B2 A; S& LInit.StopBits：每次发送后停止位长度，通常设置为1bit；
; m* w1 F- _1 J- G2 z8 \& d: y
Init.Parity：奇偶校验，通常设置为不校验；

Init.Mode：收发模式，通常设置为可收可发；
( {! L+ J0 f7 k' G
' h* i1 n( o) z3 P* B5 B- }Init.HwFlowCtl：流控设置，没有用到（CTS/RTS）,通常设置为None;
9 w+ ~! j; C/ K7 v8 r3 S+ q
24行：调用“HAL_UART_Init()”，传入设置的husart，初始化串口；

$ k& L# f7 {0 V% a9 T“HAL_UART_Init()”会调用“HAL_UART_MspInit()”，从而实现对涉及的硬件初始化，用户需要覆写（HAL库提供函数名，函数内容需要自己编写）该函数，完成使能串口时钟、初始化TX/RX的引脚、设置USART1的中断优先级且使能中断等。
0 @! i" K9 ^* G6 A* z( d
: p" c/ V' e% [; r( }6 I8 n. f代码段 15.3.3 USART MSP初始化（driver_usart.c）
$ t/ z- _% ?! a$ n/ a, H3 B4 F; o

1. /*
   
2. *  函数名：void HAL_USART_MspInit(USART_HandleTypeDef* husart)
   3 t* p; J) n" A; R
3. *  输入参数：husart-USART句柄
   
4. *  输出参数：无
   ) ]: n+ L& {' }, X) `" M
5. *  返回值：无
   
6. *  函数作用：使能USART1的时钟，使能引脚时钟，并配置引脚的复用功能
   - `0 A5 _. [" L
7. */
   
8. void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* husart)
   . d0 o0 B" V) D6 X
9. {
   8 Y0 m5 T' r8 |+ i
10.     // 定义GPIO结构体对象
    
11.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    ' t& v# Y; W3 Q- l& I6 p& V
12.     if(husart->Instance==USARTx)
    1 l7 \2 C# T+ b9 Q4 z2 B# z
13.     {
    
14.         // 使能USART1的时钟
    # ~4 o2 ~! B8 P; q$ Z/ U* ]
15.         USARTx_CLK_EN();
    
16. 
    
17.         // 使能USART1的输入输出引脚的时钟
    
18.         USARTx_GPIO_CLK_EN();
    
19.         /**USART1 GPIO Configuration
    6 u# G" `% @  d' g! c: V
20.         PA9      ------> USART1_TX
    3 C7 M% O$ n& w3 E  Q+ M, C! }
21.         PA10     ------> USART1_RX
    
22.         */
    2 a3 J  i) A, M) L' M* E' Y: V& h
23.         GPIO_InitStruct.Pin = USARTx_TX_PIN;            // 选择USART1的TX引脚
    
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;         // 配置为复用推挽功能
    ' S0 `+ |% R3 f2 U
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
26.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;   // 引脚翻转速率快
    & _( c4 S$ F6 A6 f% S- J, }/ K
27.         HAL_GPIO_Init(USARTx_PORT, &GPIO_InitStruct);   // 初始化TX引脚
    
28. 
    
29.         GPIO_InitStruct.Pin = USARTx_RX_PIN;            // 选择RX引脚
    
30.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;      // 配置为输入
    2 s! [$ e, B9 _) o: q- l
31.         HAL_GPIO_Init(USARTx_PORT, &GPIO_InitStruct);   // 初始化RX引脚
    
32.     }
    
33. }
    

复制代码

6 y  v) G" [. P" f8 K% ?9 ]
) W* H/ `; f7 @! l! E11行：定义一个“GPIO_InitTypeDef”结构体变量GPIO_InitStruct，用于保存GPIO参数设置；

12行：当系统中用到多个串口时，都会调用“HAL_USART_MspInit”进行硬件初始化，因此需要判断是否为USARTx（宏定义对应USART1）；
. t  O$ b2 ?: h# G
15行：使能USART1时钟；
; R5 w* V' D4 V- p& e0 x5 ^
# J+ f9 B4 l: w- L! m( D3 h/ Y18行：使能USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）所在组时钟；
4 h* z7 |% P6 J9 g' }
- e7 r5 \( ]/ c. i  D4 M23~26行：设置USART的发送引脚：
" T2 _( @0 `! q' b& m4 E* R
Pin：指定引脚号；

Mode：配置为复用推挽功能；
6 B* I4 L( D  l6 r+ X" n2 Z8 b& w
0 a# `! n4 J! B) r  M: \Pull：默认上拉即可；
' O' y# C: n6 X8 e8 u2 S; C
Speed：作为通信信号引脚，设置为High；

27行：使用“HAL_GPIO_Init()”初始化该引脚；
% T+ q2 }# p6 @# ^: {
29~31行：设置USART的接收引脚；
- E& k( C1 n/ j3 ?0 O" G8 C. h" f

, X0 s! p' D% ?8 b$ T) {; o3 U3) 重定向打印函数

以上初始化完成后，就可以使用HAL库提供的“HAL_UART_Transmit()”从串口发送数据，使用“HAL_UART_Receive()”接收数据，但这样使用不方便，需要自己处理数据类型。在学习C语言时，通常使用printf将数据格式化打印，比较方便。因此，这里需要重定向打印函数，在使用printf时调用“HAL_UART_Transmit()”打印。

8 Q1 @9 \+ i+ J7 `" d" t6 P代码段 15.3.4 重定向打印函数（driver_usart.c）
+ ~- w$ M6 f2 \0 E3 M7 T% o$ B
  d# W( S( E5 m4 `% e! c

1. /*****************************************************
     r2 J4 e" j. p6 [- ~. `) V8 z$ {
2. *function:  写字符文件函数
   ; O- D: e7 w6 \# X* K1 O
3. *param1:    输出的字符
   ! Y! i2 S$ ]/ _: W% C; X+ T% O
4. *param2:    文件指针
   * p; N/ J% d/ ~
5. *return:    输出字符的ASCII码
   , N" D- R- r. M4 h: @
6. ******************************************************/
   
7. int fputc(int ch, FILE *f)
   
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
   
10.     return ch;
    
11. }
    
12. 
    / Y- \/ w3 Q3 Q9 Q
13. /*****************************************************
    
14. *function:  读字符文件函数
    : K+ C( G* n8 U, X9 Q3 {, Y8 y
15. *param1:    文件指针
    ! f2 j+ H' i6 ~# m4 H/ G( z8 c
16. *return:    读取字符的ASCII码
    
17. ******************************************************/
    ! y* {# p. Z# `, ~
18. int fgetc(FILE *f)
    * a, C5 m7 L" A
19. {
    
20.     uint8_t ch = 0;
    0 k' S& Y( ]/ e8 k5 T
21.     HAL_UART_Receive(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
    
22.     return (int)ch;
    # [4 X# \4 S# G3 |, q
23. }

复制代码

& R, G& E; i# N' Z4 ]5 Fprintf和scanf会分别调用“fputc()”和“fgetc()”，因此这里覆写这两个函数，使用HAL提供的函数实现收发数据。

' c% h% b8 B# t1 m同时，还需要需要点击“   ”，打开工程选项界面，切换到“Target”标签，勾选上“Use MicroLIB”，如图 15.3.1 所示。


2 {+ V# k) Y. @
! x& G. |5 Y& p图 15.3.1 勾选“Use MicroLIB”
7 v" l0 c/ h- Y, X- i2 [; i
0 [7 ^/ {3 \" o
$ B8 M! J6 d% m/ T也可以添加如下代码，就不用勾选“Use MicroLIB”，两个方法二选其一即可。
' k* D; e( P3 o, t* z+ a
代码段 15.3.5 可选添加内容（driver_usart.c）
, V! e; b% [# q4 k. P+ X+ u
% d, {3 j* P3 \: ]/ W6 Y" F

1. /*
   * ^+ y5 W) c! A& b. _0 G0 ^0 E
2. * 添加如下代码，可不在工程设置中勾选Use MicroLIB
   - F3 u- ]! ~8 `  u' M
3. */
   
4. 
   3 w% `+ g" r1 ^6 ]/ L5 B
5. #pragma import(__use_no_semihosting)
   6 t. x+ p' E' e" u
6. 
   
7. struct __FILE
   
8. {
   
9.     int a;
   
10. };
    ' r' x$ P6 o0 _) g. j
11. 
    % {9 q/ y, a5 ]. J9 J
12. FILE __stdout;
    2 p+ Q, _7 W* r( E" f  z' p4 {
13. FILE __stdin;
    
14. void _sys_exit(int x)
    ' l5 v3 J* s. s7 Y- b, v
15. {
    
16. }

复制代码

4) 主函数测试
4 V' g0 ?5 y- w+ L/ o4 C

1. // 初始化USART1，设置波特率为115200 bps
   4 W) g% c3 q# v) i/ x6 P
2.    UsartInit(115200);
   8 a. l- r3 C  M4 z) z+ e
3. 
   
4.    // 在windows下字符串\n\r表示回车
   7 H# p3 A. q2 L/ |* P) s  K* s$ v
5.    // 如果工程在编译下面这句中文的时候报错，请在魔术棒“Option for target”->"C/C++"->"Misc Controls"添加“--locale=english”
   
6.    printf("百问科技<a href="http://www.100ask.net" target="_blank">www.100ask.net</a>\n\r");
   $ `/ _/ ^  ~0 u3 P
7.    printf("UART实验\n\r");
   : a( b& b! G" j" Y
8.    printf("test char            = %c,%c\n\r", 'H', 'c');
   
9.    printf("test string1         = %s\n\r", "www.100ask.net");
   
10.    printf("test string2         = %s\n\r", "深圳百问网科技有限公司");
    
11.    printf("test decimal1 number = %d\n\r", 123456);
    
12.    printf("test decimal2 number = %d\n\r", -123456);
    . A* J2 e/ \2 C6 K- l
13.    printf("test hex1     number = 0x%x\n\r", 0x123456);
    
14.    printf("test hex2     number = 0x%08x\n\r", 0x123456);
    / D. L# S% R+ h
15.    printf("test float           = %.5f\n\r", 3.1415);
    $ c1 l8 s% W6 B1 X; `
16.    printf("test double          = %.10lf\n\r", 3.141592653);
    
17. 
    % O# o+ _5 K  F1 R. X
18. 
    
19.    printf("\r\n键盘输入‘C’或者‘c’控制串口打印‘Hello world’");
    # w* j8 t$ F, o! X
20.    while(1)
    $ J1 r$ R1 [  h$ M! n* i1 h6 U
21.    {
    
22.        scanf("%c", &cmd);
    , G3 z! F7 [- c
23.        if(cmd=='C' || cmd=='c')
    
24.        {
    & m3 I' E& z" v6 B) O
25.            cmd = 0;
    ; w6 T5 A, `) d/ A
26.            printf("\r\nHello World.");
    
27.        }
    % w; C' C) p3 ^+ X3 I/ q; n- M( C# c
28.        HAL_Delay(100);
    
29.    }

复制代码

主函数直接使用“printf()”便可调用USART1打印，使用“scanf()”便可调用USART1接收数据。

/ B% O- O1 T8 Q9 g  y. b2行：初始化USART1，设置波特率为常用的115200；

6~7行：中文打印测试；如果编译报错，需要点击“   ”，打开工程选项界面，切换到“C/C++”标签，在“Misc Controls”里加上“"--locale=english"”，如图 15.3.2 所示。

: l( E0 p2 M  S2 ?/ t8行：字符打印测试；

4 y9 C6 V) k! w7 G1 f6 W/ c6 f9~10行：字符串打印测试；

11~12行：正负整打印疑测试；
3 @: U$ Q# t" Y# F6 I+ q
13~14行：十六进制打印测试；
. y) N: G+ e! q' q: v
15~16行：浮点数打印测试；
8 b: h* K+ N* D6 X
21~29行：通过“scanf()”函数获取输入，如果输入的指定内容，则打印指定内容；
4 ^" A# O; ^( S& X) E* m5 j
: X1 o5 s* a+ F

图 15.3.2 指定本地编译环境


15.4 实验效果
本实验对应配套资料的“5_程序源码\7_通信—调试串口\”。首先如图 15.4.1 所示将开发板插入电脑USB口连接，注意拨码开关拨向非ON一端。打开MobaXterm，设置串口会话，如图 15.4.2 所示。

①点击做上角“Session”,创建会话；

②在中间弹出的窗口，选择“Serial”，即串口；

③下拉选择串口端口，我这里是COM6，读者可能编号不一样，但后面显示的芯片型号是一样的，选择“USB-SERIAL CH340 ”即可；
, V& p: J- t6 G6 H2 U2 I
④波特率选择115200，与主函数中串口初始化设置的波特率保持一致；

# z. B2 |+ k- M; T& K⑤以为串口是异步通信，需要双方统一传输规则，这里和代码段 15.3.2 中的设置保持一致。数据位8位，停止位1位，无校验，无流控；

⑥设置完后，点击“OK”；

6 ]* r7 {: x. w; ]) ^& o8 A打开代码工程，使用Keil编译，下载程序，MobaXtrem显示如图 15.4.3 所示界面，所有打印正常显示。在电脑键盘输入“C”或“c”，即可控制串口打印“Hello World”。

2 `( N. u6 a' [( r7 F9 T  B) ?- ~

图 15.4.1 调试串口连接实物图

0 _8 P" d: O5 f7 t  V
! F: a- b( r0 p/ {: {9 {- {
  ^) l$ I* H( M; e& Q& M图 15.4.2 创建串口会话



+ X; a* n5 x- f) Q# X图 15.4.3 串口打印效果

3 }1 x; L& q1 \0 `( k