15.1 关于串口
, O4 H, `1 I" F* e0 B, C15.1.1 串口理论知识

" X3 |$ e" V6 T$ `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。

# v3 ?, `8 K. D5 [- H

图 15.1.1 不同通信电平应用的场景

/ S8 H. r  `* Z& j5 s$ U( f
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。
  H$ ?, ~1 r. C/ W

% W  T# i5 j+ \

表 15.1.1 常见通信接口标准

' @4 {! m( m3 f5 @# b9 [7 Y
2 z& u& H: g, m, c! x8 `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。

TTL接口的串口，硬件连接如图 15.1.2 所示。
2 i3 O  ?2 q% R+ u/ b4 Y# Z
( M2 F4 Y3 d6 S. U6 x0 D% [

7 c7 g5 b8 f1 I/ K( F. v/ \

图 15.1.2 TTL电平的串口硬件连接示意图

7 ~2 q4 Q- e& Y7 f串口传输中的一些概念如下：
' {' n3 M  Y1 \
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)；
% r6 F; X8 ~: q- `
. g+ e& Z' ^5 K) R  K, H起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输数据的开始；

3 Y! s6 o3 j! r  e: r" a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；

1 N+ n- _, m% J, x7 V. l5 o9 E停止位：它是一个字符数据的结束标志，数据线变回逻辑”1”；

+ s2 X! a5 s* _* J/ O

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？
8 q+ C; _+ x9 s
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；

: c6 T7 ?0 g. B; V4 K; y初始电平为逻辑1；
! j8 f% [# S3 n- n2 {3 f$ N
; `' s3 y/ R( f3 |' j8 ^! L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；

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；
( Z8 ~/ M" x" g
5 g9 Z& P/ a% @7 Z  O* |* U0 @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；

以此类推，发出8位数据；
$ b3 K& `1 C" c/ e
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；
& C4 W( F9 f5 m
5 n3 [) R5 C% N; d& h% b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；
- f) ~4 S% K& v  R# _
信号的波形图如图 15.1.3 所示。

' f6 {: r1 {0 N

图 15.1.3 串口信号传输波形图

, {( m  m5 T% b2 m0 ?

0 J+ J! B! T7 Q6 E, w( r' v
: H9 g. P: G: O

15.1.2 STM32的串口

3 M& E$ H& f, g8 v  q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：

1. 作为调试口，打印程序运行的状态信息；
  v  d2 R) x  ~+ ~: ]1 U) }
$ A. K3 K+ l- b5 Y2. 连接串口接口的模块（比如GPS模块），传输数据；

& U0 W. V) O/ R7 R8 e3. 通过电平转换芯片变为RS232/RS485电平，连接工控设备；


+ r# e! N6 L( M$ r8 Z8 K6 tSTM32F103系列不同USART所支持的功能如表 15.1.2 所示，STM32F103C8T6只有USART1/2/3。

7 x' c5 q4 N' D% r  I3 u

) b; ?$ ^4 e7 ~
" K3 L5 `% Q" G- h& b8 p2 N

表 15.1.2 STM32F103系列不同USART所支持功能

6 I  q$ k# ^' D! Y8 J USART内部结构的结构如图 15.1.4 所示。
% _2 W4 R. J; H( F6 C

7 s* [  x2 Q6 A) h, L
1 Y) M* b+ z7 x' {2 e# `

图 15.1.4 USART内部结构

5 c, s% v7 }$ ?  w5 K, F, g可以把USART分成四部分：

8 E2 O6 m* r, \" c①：USART引脚

( A1 R" a0 S$ X0 DTX：数据发送；
+ E9 L+ c1 S  f
7 ?) H% x4 a. B  k7 ^5 X1 F: yRX：数据接收；
/ z% z' f/ p- c& v5 Y' k
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；

RTS：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；
+ q% q. O' x8 z5 s% i
- I+ ~2 {) |3 qCTS：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；
3 n, C. K- w, J% l
CK：在同步模式时，用于输出时钟；

: ^. Y( z) W  j# ~+ J②：波特率发生器
+ }9 e% }& p( w7 S  l1 n
8 W2 k( N  f0 g1 a* z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：
% n% W# B, J* I8 }  C8 p

# o) O5 }. R; C+ P! M
: `. W; I! ?8 [. ?9 q4 H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。

% r5 _! f1 p: i3 j$ l/ R) ]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。
; A" o1 |4 R1 c3 T( I: a* \# U
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。

* f& S4 m5 u, K8 Q
. t& l+ `# d( D  N$ p
* M, u/ D# r8 V9 ^③：发送器/接收器控制单元

5 \/ {3 n+ \5 C. U, w. [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。



. e- W% R" Y. Y  J# M9 \+ }④：数据收发寄存器单元

$ S7 z4 b* ^! U+ w4 D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。

6 l5 w4 A# T: W' {! Y* C' H15.2 硬件设计
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。
9 D, q8 ]$ ?* @6 |$ S
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。
7 O9 U: Z9 D2 f% V# ?( v) L% I
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。

2 I) |; {. V; ]/ K' T/ c

图 15.2.1 USB调试串口电路

/ |. c$ @! q! w$ j

图 15.2.2 USB切换电路

15.3 软件设计
, T7 O8 o2 F8 ?% c15.3.1 软件设计思路

实验目的：本实验使用USART1向电脑发送打印信息。
% \0 h8 H4 v6 O" T' I3 m
1) 初始化USART：设置波特率，收发选择，有效数据位等
3 f' p5 o. z5 y& G0 z" q
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；

3) 重定向printf和scanf；
1 `& w2 r: k2 F1 b" |. u
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；
. W1 x# g) n8 I, O0 {' B# U# p
$ D& A$ f% a- e, s本实验配套代码位于“5_程序源码\7_通信—调试串口\”。

  ^6 M  U$ v" T4 H

1 b/ W1 t* M9 P4 r' z9 w8 c$ B15.3.2 软件设计讲解
) D% X2 `+ f1 a( M
1) GPIO引脚选择与串口选择
' ^* @( \& h. R, O3 t9 b
4 t! l" D5 T1 ^  \/ ]8 @7 q代码段 15.3.1 引脚宏定义（driver_usart.h）

1. /*********************
   
2. * 引脚宏定义
   
3. **********************/
   
4. #define USARTx                  USART1
   4 C( N$ N6 f) G
5. #define USARTx_TX_PIN           GPIO_PIN_9
   
6. #define USARTx_RX_PIN           GPIO_PIN_10
   
7. #define USARTx_PORT             GPIOA
   3 ?0 T- f0 ?# V6 u
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_DISABLE()

复制代码

定义使用串口、对应GPIO、时钟使能，方便代码复用。
/ d! {4 L! |1 x% x! k& C$ P
' n! M% Q- r# B1 S. S/ e/ T

2) 初始化USART
8 E/ D% y$ N: S, J4 c
3 [- Q& ]9 p$ J! t+ ^3 z  V. V8 ^USART初始化包含两部分：协议部分和硬件部分。

" ]8 c% l0 ]4 F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。
1 b' s8 X7 p# q/ h* H. W; W4 q
9 }" H+ B$ d0 d& |: ^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。
4 X! N! W- {9 a4 O" g7 Y! T" f. a
( A2 x# W- c( {2 i( u代码段 15.3.2 USART初始化（driver_usart.c）

  R* Z/ W  M2 w- ~. C7 C- V7 M$ s

1. /*
   
2. * 定义全局变量
   
3. */
   
4. UART_HandleTypeDef husart;
   
5. 
   * D6 |' y1 e( C3 b) Q7 m
6. /*
   
7. *  函数名：void UsartInit(uint32_t baudrate)
   
8. *  输入参数：baudrate-串口波特率
   
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. */
    8 y  Y) d" t* U! K* b) T- C; U8 f/ q
13. void UsartInit(uint32_t baudrate)
    
14. {
    - F, ?4 R  D2 e2 y  z% p
15.     husart.Instance         = USARTx;                  // 选择USART1
    
16.     husart.Init.BaudRate    = baudrate;                // 配置波特率
    ( I5 I, ^3 Y5 ]# S, M
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 P" M& [( P# c. ^4 a1 h: J5 \
19.     husart.Init.Parity      = USART_PARITY_NONE;       // 不设校验位
    " E$ E4 J( E; e
20.     husart.Init.Mode        = USART_MODE_TX_RX;        // 可收可发
    & h0 I& P+ U* C$ L3 ^+ O3 d
21.     husart.Init.HwFlowCtl   = UART_HWCONTROL_NONE;
    
22. 
    6 }& l: O* y- X2 K
23.     // 使用库函数初始化USART1的参数
    
24.     if (HAL_UART_Init(&husart) != HAL_OK)
    . v+ c+ @6 U6 F0 r7 Q+ `7 m
25.     {
    
26.         Error_Handler();
    / ]9 z- I- ?$ l# W6 c+ v
27.     }
    
28. }

复制代码

4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；
; k5 [0 I& z) K4 R# A# M4 Z
15~21行：设置串口参数，也就是husart：

Instance：USART寄存器及地址，即哪一个USART；
& ~# I- L6 J* R( S% R5 W4 G- i
9 |. s' D2 }. |7 o, E7 gInit.BaudRate：“UART_HandleTypeDef”结构体里“UART_InitTypeDef”结构体成员，该属性为波特率；

Init.WordLength：每次发送的字节长度，通常设置为8bit；

Init.StopBits：每次发送后停止位长度，通常设置为1bit；

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；

Init.HwFlowCtl：流控设置，没有用到（CTS/RTS）,通常设置为None;
# Z) \1 s! u, _( ]
1 Y2 a9 R& d  c- @, \- ^1 W! G! M24行：调用“HAL_UART_Init()”，传入设置的husart，初始化串口；

5 A: D* p  n* j! N“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。

  M! d# h! Y8 I, I& b代码段 15.3.3 USART MSP初始化（driver_usart.c）
- \1 Q; j( z5 V

1. /*
   3 O  N+ d4 d3 l# B7 q9 X
2. *  函数名：void HAL_USART_MspInit(USART_HandleTypeDef* husart)
   
3. *  输入参数：husart-USART句柄
   7 V/ |  y4 j; U9 g' z6 r- S2 c
4. *  输出参数：无
   
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
   " w5 k- E3 V% ^% a$ G0 y) H
7. */
   7 D" t3 G8 _3 l# K1 e
8. void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* husart)
   
9. {
   7 B3 I. B7 g  D$ Q& v
10.     // 定义GPIO结构体对象
    
11.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    1 C4 e2 \9 P( ~8 c
12.     if(husart->Instance==USARTx)
    ; e" w7 Q( J% M8 c% C& H
13.     {
    
14.         // 使能USART1的时钟
    
15.         USARTx_CLK_EN();
    ) y" B9 J& V8 ^9 }5 J$ z% g
16. 
    * }: p: a7 m! w, d0 k+ m. U
17.         // 使能USART1的输入输出引脚的时钟
    + W3 F1 f( h4 z' l* r
18.         USARTx_GPIO_CLK_EN();
    
19.         /**USART1 GPIO Configuration
    ( g: {& ~- c, B, P$ ]# a+ V; c
20.         PA9      ------> USART1_TX
    - o9 Z+ ]$ m4 F+ ^/ u
21.         PA10     ------> USART1_RX
    
22.         */
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = USARTx_TX_PIN;            // 选择USART1的TX引脚
    " @1 a" }$ p  [
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;         // 配置为复用推挽功能
    
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
26.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;   // 引脚翻转速率快
    
27.         HAL_GPIO_Init(USARTx_PORT, &GPIO_InitStruct);   // 初始化TX引脚
    1 r  }# L4 }2 e
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
    
31.         HAL_GPIO_Init(USARTx_PORT, &GPIO_InitStruct);   // 初始化RX引脚
    8 q! E# H1 S; T- T! F, w
32.     }
    
33. }
    ! R  S# g% K9 x* X7 {' T

复制代码

, g3 D" a3 X# B6 M5 F( `
11行：定义一个“GPIO_InitTypeDef”结构体变量GPIO_InitStruct，用于保存GPIO参数设置；

/ E8 j  b1 l6 P* m8 ?5 M12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）；
* m& g7 j8 j6 E" b) H4 w/ \+ N. p
15行：使能USART1时钟；

4 n/ ], G) J4 z& d* r- B18行：使能USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）所在组时钟；
! k) L) V% X1 K  y( p6 K: b8 F
23~26行：设置USART的发送引脚：
5 f( ~2 r) @$ P6 q0 U
Pin：指定引脚号；

& p! ]! V0 U, mMode：配置为复用推挽功能；

/ n0 g+ H" `: y- E' h. tPull：默认上拉即可；

/ ~5 a; G( h& ?+ E  q5 xSpeed：作为通信信号引脚，设置为High；
4 r. k* M  {) U. Q: q% U( V: ]4 @
27行：使用“HAL_GPIO_Init()”初始化该引脚；
9 d8 u0 P3 z9 v/ \7 z, B% y
1 L/ @; d3 c( Q! o29~31行：设置USART的接收引脚；


! C' u) A; x& e4 ?9 s" R
3) 重定向打印函数

* d% C5 j8 G( a( Q: H7 [; p% l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。
: U: Q, O) R% v9 U2 I
$ d# V: }# M: }/ V, Q代码段 15.3.4 重定向打印函数（driver_usart.c）
1 k0 Q! o! j+ s. T' O& i

1. /*****************************************************
   ' k0 z  [! j6 }& a2 V9 \( F' f
2. *function:  写字符文件函数
   & Z. E0 `0 a1 P$ {* b9 C8 r! _
3. *param1:    输出的字符
   
4. *param2:    文件指针
   
5. *return:    输出字符的ASCII码
   
6. ******************************************************/
   
7. int fputc(int ch, FILE *f)
   
8. {
   $ E$ W- \2 l8 _
9.     HAL_UART_Transmit(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
   
10.     return ch;
    / g8 _: z& O; Y/ t9 F- D
11. }
    * S( _/ F- x5 k1 s; @5 d
12. 
    6 v9 n: O: ~' ~' d3 G4 l3 I' t
13. /*****************************************************
    ! G$ I8 {$ L; w# h9 b
14. *function:  读字符文件函数
    . {2 N2 @6 X# X5 ~8 a0 [
15. *param1:    文件指针
    . l1 G8 u; U) Y2 S
16. *return:    读取字符的ASCII码
    
17. ******************************************************/
    
18. int fgetc(FILE *f)
    % g; n- [% v; |9 ]
19. {
    
20.     uint8_t ch = 0;
    $ d( }) {# H1 h" v, W; {/ R3 S' x" K
21.     HAL_UART_Receive(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
    3 N, X5 J0 t" z! @4 A7 r( C) t
22.     return (int)ch;
    7 J8 M/ K7 J. b3 o& c
23. }

复制代码

8 [; w9 N- C! e" f
printf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。
9 g6 U+ r4 }9 l. o" a' D" t
2 u7 {0 s# f( @( H' w5 E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。
3 x, `5 y1 H5 o1 L6 J
/ E3 w, P$ ~) k+ A$ i

  W! R& M; X: ?

图 15.3.1 勾选“Use MicroLIB”

: R' p8 k" q  R7 |& h6 C% f

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。

- Y$ k3 o6 t$ l' ]% Z7 a代码段 15.3.5 可选添加内容（driver_usart.c）
" s# ^: i$ [& p% c- k8 T

1. /*
   
2. * 添加如下代码，可不在工程设置中勾选Use MicroLIB
   3 p2 P" Z2 C' h& y
3. */
   
4. 
   
5. #pragma import(__use_no_semihosting)
   9 `! Y8 M+ C- H0 j0 n
6. 
   
7. struct __FILE
   % D$ i0 v$ y5 O8 B# {5 M
8. {
   ; g# k$ p( p4 q2 }
9.     int a;
   2 F/ e5 j5 K" {$ a3 C3 J
10. };
    
11. 
    
12. FILE __stdout;
    9 t. ~; r& @9 R. H' V( _
13. FILE __stdin;
    8 O7 `8 D& r+ I% M" t
14. void _sys_exit(int x)
    
15. {
    
16. }
    % ?" _8 ?' X- \" p

复制代码

) ?) [9 l) a9 ~! M& @  k2 u; ?' F4) 主函数测试

1. // 初始化USART1，设置波特率为115200 bps
   
2.    UsartInit(115200);
   ) _5 t2 u" }' a" E
3. 
   ; F1 H$ U6 j6 }7 S: m5 |
4.    // 在windows下字符串\n\r表示回车
   9 N; A6 H- b  P  q) P
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");
   
7.    printf("UART实验\n\r");
   ! M% Q- ~5 r1 }1 q, U4 C; R1 i
8.    printf("test char            = %c,%c\n\r", 'H', 'c');
   & j+ {6 J1 |* k6 a7 }
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");
    7 [! T+ c' A) o1 r3 Z
11.    printf("test decimal1 number = %d\n\r", 123456);
    ' o+ u1 }. i9 m! ~  i
12.    printf("test decimal2 number = %d\n\r", -123456);
    - U) w% B& v' a/ ^+ Q3 S* S+ Y
13.    printf("test hex1     number = 0x%x\n\r", 0x123456);
    
14.    printf("test hex2     number = 0x%08x\n\r", 0x123456);
    
15.    printf("test float           = %.5f\n\r", 3.1415);
    
16.    printf("test double          = %.10lf\n\r", 3.141592653);
    + q( g' {3 O& A& f3 }
17. 
    0 v4 L% @; V+ K3 O4 t/ }6 p
18. 
    5 @$ B' Q3 D" C+ y( ?
19.    printf("\r\n键盘输入‘C’或者‘c’控制串口打印‘Hello world’");
    2 Y% L$ f( S7 w8 _% ~
20.    while(1)
    ' ~+ s6 ~0 H- l, t+ D5 T  s. S6 E+ S
21.    {
    
22.        scanf("%c", &cmd);
    
23.        if(cmd=='C' || cmd=='c')
    & ?$ Q5 h; w# [8 g# X/ A
24.        {
    6 n" H( s) `6 \! |- B/ C
25.            cmd = 0;
    ; V' Z) A9 Z. s- t* N
26.            printf("\r\nHello World.");
    8 O& Y6 G4 i, n0 J6 ?2 g7 |# Q
27.        }
    # s6 I* o$ i! ]4 D& Z8 e
28.        HAL_Delay(100);
    
29.    }

复制代码

% r; a- p4 v/ o, m- j4 Y8 K: V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。
" p* C' q  i* O: ~+ X
2行：初始化USART1，设置波特率为常用的115200；

# B, {) `& v7 X* m% [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。

8 z+ L- v7 U0 |( j9 _6 F# y' z3 H+ R8行：字符打印测试；
5 [' R1 X3 f6 w7 [$ M  ^4 r' G4 O
9~10行：字符串打印测试；

11~12行：正负整打印疑测试；
8 [4 i% ~1 H9 i- s2 o  I
1 k5 v+ z0 z- ~! S1 d2 w2 N13~14行：十六进制打印测试；
) s( }$ u. k; x! D
# i# `) j4 M9 l; s* Y15~16行：浮点数打印测试；
( R3 Q) A! a) t9 Q0 Z
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；
0 P9 _7 z2 Q* o/ W1 D
0 D  d& K, \7 H9 u- S

# j- r$ S- c: p, s9 _9 N- q

图 15.3.2 指定本地编译环境

+ B) ^* L" T+ D& R+ N( H; W

5 f5 l1 E6 O" x9 x15.4 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。
; p# o3 ~7 i( v! J( _7 A! ~
, Y6 A9 n. H$ `& k% _5 d- @/ a7 @  e①点击做上角“Session”,创建会话；
# I5 g2 g( H" T, g2 v3 I
②在中间弹出的窗口，选择“Serial”，即串口；

" w- v5 ?. c1 c) X7 j③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；

, A, X& R% {  l' ?, }! S④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；
7 p6 E+ y/ y( _- Z' \7 o; l0 n7 z
7 ]3 L6 ]; Y, D⑤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；

9 ?# s- |. M3 K- b2 ~. A) g- q⑥设置完后，点击“OK”；
; y$ z# ^( l; |9 n2 p1 q
( M; `! T: X4 ?
& L/ Z- n# |( x* ]/ X# |  [! d
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”。

图 15.4.1 调试串口连接实物图

$ J  r9 [8 {4 Q2 q5 D

图 15.4.2 创建串口会话

+ i4 k4 f8 `; g2 t
1 Y5 ?5 U8 |7 S. }$ i# ^0 B

图 15.4.3 串口打印效果

' J$ b: b7 L9 x. t- W1 {
4 ^" t% y* ^! m, o  t作者：攻城狮子黄

8 g1 F9 l* n! L4 O) q* U' f& a* v
% W( H6 o3 i6 b, {