15.1 关于串口
15.1.1 串口理论知识
+ W* }9 z/ s* k- @% q' I
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。
+ Q! F, o! }' {+ v5 u
% G, L) D, s: }! `* M4 m

" X2 M( H$ ?/ s% y: o; b8 \

图 15.1.1 不同通信电平应用的场景

6 }2 B3 [# y9 K' z; Z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。

表 15.1.1 常见通信接口标准

: F: C1 C% q7 x# P" j- [, f. z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。

$ e8 I8 F( c/ u8 s; v

图 15.1.2 TTL电平的串口硬件连接示意图

, |3 H: J1 Z5 _2 ?0 G
串口传输中的一些概念如下：
2 X- F; j( w4 g1 V
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)；

起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输数据的开始；

. j+ `+ |8 J! k( [$ o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；

6 l% S7 ?- @  S* l1 {4 a$ E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 K' W; p' h& C+ l2 l$ H) h& z0 T
: y4 G3 Z  p( I' p" B9 I7 s停止位：它是一个字符数据的结束标志，数据线变回逻辑”1”；
# s# u: K7 U; B: H
0 f. i7 i2 r: Y
" V* i& _$ |' h* h2 z. v7 v5 O
: C" M4 }4 c9 u6 m8 J( ?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？
2 j6 U$ H' ?) t& v, a  W; j
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；
1 g& z7 Q0 Y$ [! q4 W# e$ O
8 s3 O, o: d1 X+ g初始电平为逻辑1；

7 [: x6 C* d  ?, D; V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；
0 r( j# ]6 O! ^' B
) \8 W9 Q& Y& X* B+ k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；

% B4 S$ u3 L$ O1 z5 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；

4 V( [; k7 G( Q' I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；

7 x2 v# ^! E/ W" _! s, @+ U& j9 h 信号的波形图如图 15.1.3 所示。

图 15.1.3 串口信号传输波形图

$ |; t+ U: W+ s7 M  }2 X! X
% g; n1 t- d; B

- L6 G% J, s# `: y$ G) w8 M

15.1.2 STM32的串口

, x3 h# m* r, `, t8 ~
2 d5 H& ^6 e/ S% q' 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。
7 ]& h- _% a* H
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；
5 M+ W  a; P  q- D5 r
2. 连接串口接口的模块（比如GPS模块），传输数据；
: c& e! l/ ~+ S5 `2 N( i" m
3. 通过电平转换芯片变为RS232/RS485电平，连接工控设备；


STM32F103系列不同USART所支持的功能如表 15.1.2 所示，STM32F103C8T6只有USART1/2/3。
1 Y8 t" }1 o4 W5 K; S
8 r# p7 m+ S- Q/ F

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。

' Y% h) M  ~& ]

图 15.1.4 USART内部结构

) ~+ l  T- _9 ], l2 R* I+ b. n
- `9 y6 k3 M+ _* V) J
可以把USART分成四部分：

①：USART引脚

+ w7 q% v+ U% J) C- F! Z  tTX：数据发送；

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；
. b( e! e- g1 A5 \  }) K9 D% ^
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；

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；
  {" \( D& K  p  U" [
# g: m4 f% N3 _0 o8 K. _. yCK：在同步模式时，用于输出时钟；

3 y& I, Y: U# l1 @, N, t②：波特率发生器
. D, A% \9 f9 Y/ N9 Q
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：
( [% i; M7 |% }6 g& ]( o$ M


5 X: y( G: m0 f7 u$ A/ ^# x5 q! V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。

( d6 C' e- K  H7 S2 F2 O9 @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。

& g: |% F6 r# u  P" L/ U% z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。
# M# j7 j5 y# O$ M
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。
: X3 E% M& `8 @; d- k7 f9 y
0 a# k' d/ `! g
3 E6 s0 d! D+ x7 L2 m
③：发送器/接收器控制单元

) O9 \. C$ M& `- n/ k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。
2 h8 c( c: F2 \6 W  e, E
" C# g# K" `. n$ B2 p

④：数据收发寄存器单元

; c. u7 s% h' r9 ^$ f% P5 H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。
  y) r0 T: w* j5 A* r0 \4 \
2 |5 b& |9 A1 k5 @' ^15.2 硬件设计
2 K  b5 B7 Z7 y1 F. v) d4 c9 g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。

  m# k, Q/ s8 C/ }' m8 C1 F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。

1 Q- S+ h4 \6 V- H1 A

图 15.2.1 USB调试串口电路

. K7 w$ \7 H" s( u; a

图 15.2.2 USB切换电路

4 D) Z$ }+ P1 @, d

& t- H& L- a2 V! H; Q+ Z9 t4 L; V15.3 软件设计
15.3.1 软件设计思路
, l% V" a2 G$ ~1 Q  A" c* D
5 D+ `& }* K( t1 O$ z0 _实验目的：本实验使用USART1向电脑发送打印信息。
. s# W# T; @4 _8 x7 }4 n1 w% X
' H/ ~2 m/ w( q, u! V, A8 V1) 初始化USART：设置波特率，收发选择，有效数据位等
: [- ^1 C2 ^' [
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；
5 l/ E! E, ]$ p  \/ D' Q( B
" l5 p$ C0 r& W0 ~, a9 S4 ?- G  m$ Z4) 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；
# k7 G. t1 q* k, C! y7 g
) i" _. c( d! f2 u& h- y. k' g0 o本实验配套代码位于“5_程序源码\7_通信—调试串口\”。
+ X% [' Y' ]9 N2 {+ p) \

* \* M  f$ T  w4 o/ h& ^. w
7 L; ^* G3 a  f# j/ z, K15.3.2 软件设计讲解
1 `0 Y* w3 m& J
1) GPIO引脚选择与串口选择
0 V* H; W; O3 _0 x: a
代码段 15.3.1 引脚宏定义（driver_usart.h）

1. /*********************
   ( ?6 j5 ]0 R- \$ y- W8 m
2. * 引脚宏定义
   ( H2 o4 Z& K/ @3 O
3. **********************/
   8 R9 n9 N& H0 R6 Q% I
4. #define USARTx                  USART1
   * g% g. r: j5 Q6 y0 z
5. #define USARTx_TX_PIN           GPIO_PIN_9
   " C* v$ m) |2 U7 x
6. #define USARTx_RX_PIN           GPIO_PIN_10
   * i8 A; s3 N) G+ m) f0 W
7. #define USARTx_PORT             GPIOA
   
8. #define USARTx_GPIO_CLK_EN()    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
   6 @8 v3 ~7 ^0 W9 ~( }6 l
9. #define USARTx_CLK_EN()         __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE()
   1 h1 {1 C& _5 ]: U  a7 z! n  L
10. #define USARTx_CLK_DIS()        __HAL_RCC_USART1_CLK_DISABLE()

复制代码

/ n, l- D$ l" E定义使用串口、对应GPIO、时钟使能，方便代码复用。

* z& @6 _* G1 `- F) S- J+ e4 [
# u9 |" J0 w! u
2) 初始化USART
7 ], y# x3 h5 F8 q
& ^. A4 i# v" W# OUSART初始化包含两部分：协议部分和硬件部分。
) p( Y& A; I/ z% n+ ?$ A4 c+ A
& |. D7 {& O$ v8 X& X1 h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。

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。
1 i- i; E" [' w* w! k" \5 q
代码段 15.3.2 USART初始化（driver_usart.c）

0 B* b7 `  X) k- y5 {% C

1. /*
   
2. * 定义全局变量
   
3. */
   0 L; r0 C- ?5 L. k: h! n, D
4. UART_HandleTypeDef husart;
   ; F& t5 ~2 s+ O/ }0 T
5. 
   
6. /*
   , ]# B) \9 z" q' L
7. *  函数名：void UsartInit(uint32_t baudrate)
   
8. *  输入参数：baudrate-串口波特率
   9 m3 L# h( M% P2 A/ T$ c" y/ s
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)
    1 s7 c5 v8 V+ ^  m" D4 H
14. {
    
15.     husart.Instance         = USARTx;                  // 选择USART1
    ) u+ y; e/ F/ _7 A+ B6 r+ \
16.     husart.Init.BaudRate    = baudrate;                // 配置波特率
    ' j, W) ^8 D. \
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
    
19.     husart.Init.Parity      = USART_PARITY_NONE;       // 不设校验位
    
20.     husart.Init.Mode        = USART_MODE_TX_RX;        // 可收可发
    
21.     husart.Init.HwFlowCtl   = UART_HWCONTROL_NONE;
    * [4 q' j/ `( o. s
22. 
    , ]' x4 B2 H$ n0 Y7 v
23.     // 使用库函数初始化USART1的参数
    9 r" b  a* _& `7 w! F. j
24.     if (HAL_UART_Init(&husart) != HAL_OK)
    
25.     {
    6 i+ T' S6 e  y
26.         Error_Handler();
    4 P: r% f! u5 ^" Y. n/ T- u1 m9 q
27.     }
    
28. }

复制代码

) J# h+ }+ a8 c- _% z8 v/ B4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；
; d0 M; H+ F: a) z+ D$ d
2 n6 `( r, M. D$ z+ [. h15~21行：设置串口参数，也就是husart：
* c6 M. ]* s$ ~% w6 {
Instance：USART寄存器及地址，即哪一个USART；
  J6 P7 @! D. `  ~
" `4 Q; }5 C1 A# c  u' \9 A8 jInit.BaudRate：“UART_HandleTypeDef”结构体里“UART_InitTypeDef”结构体成员，该属性为波特率；
: D2 K4 i  [- _# [3 F  {
Init.WordLength：每次发送的字节长度，通常设置为8bit；

- i4 d0 Q$ N6 t8 J  tInit.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；

/ w0 ~, `1 M: ^5 K3 m% PInit.Mode：收发模式，通常设置为可收可发；

8 T* A* H6 U2 I5 R) GInit.HwFlowCtl：流控设置，没有用到（CTS/RTS）,通常设置为None;

+ R; q3 `* U. x; m" q1 i24行：调用“HAL_UART_Init()”，传入设置的husart，初始化串口；
8 W/ V2 l6 y3 C  F1 `& B6 U. I. n
" \, n( \# e" y“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。
/ ~: F$ T$ d: L: i. w
+ W9 @1 V( y/ M( Q4 ^9 `代码段 15.3.3 USART MSP初始化（driver_usart.c）
" ?- C; a, n, r9 C0 u

1. /*
   
2. *  函数名：void HAL_USART_MspInit(USART_HandleTypeDef* husart)
   & o5 T2 h( h( P# h0 s
3. *  输入参数：husart-USART句柄
   7 I: ^& T+ \" ~) H0 c' q4 B
4. *  输出参数：无
   
5. *  返回值：无
   ! j% o+ E9 M! [7 p& e
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
   
7. */
   
8. void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* husart)
   
9. {
   
10.     // 定义GPIO结构体对象
    
11.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    ' A; a2 T! X3 G! Y6 X, n( C
12.     if(husart->Instance==USARTx)
    
13.     {
    1 q$ p) x, J6 N- e! P
14.         // 使能USART1的时钟
    
15.         USARTx_CLK_EN();
    . c3 n* d1 {7 f4 i  f: w
16. 
    
17.         // 使能USART1的输入输出引脚的时钟
    ' l7 ^. m9 r, Q& I! ^' J
18.         USARTx_GPIO_CLK_EN();
    
19.         /**USART1 GPIO Configuration
    
20.         PA9      ------> USART1_TX
    
21.         PA10     ------> USART1_RX
    
22.         */
    
23.         GPIO_InitStruct.Pin = USARTx_TX_PIN;            // 选择USART1的TX引脚
    , o/ f) }* v* ^) P( b/ g
24.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;         // 配置为复用推挽功能
    . t* H1 s' B5 N' `3 Y4 P
25.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
26.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;   // 引脚翻转速率快
    3 h5 \# \2 I4 h" {
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
    ; m2 \" R4 G2 T( O
30.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;      // 配置为输入
    5 Z( u1 c. D: T! D4 t7 _3 h$ @
31.         HAL_GPIO_Init(USARTx_PORT, &GPIO_InitStruct);   // 初始化RX引脚
    6 y# \/ Y* n0 l: R8 C6 J
32.     }
    
33. }
    . R+ Q$ [! @/ \+ n

复制代码

11行：定义一个“GPIO_InitTypeDef”结构体变量GPIO_InitStruct，用于保存GPIO参数设置；

8 p% m3 E. s$ o% j& V12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）；

15行：使能USART1时钟；

18行：使能USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）所在组时钟；

" O& u5 A( V# T/ C! b& G23~26行：设置USART的发送引脚：

: o+ ?. i0 z5 z# z9 R/ _+ c% \( cPin：指定引脚号；
6 V3 n2 R4 c' O/ K' _; a- Z+ ^
Mode：配置为复用推挽功能；

Pull：默认上拉即可；

1 i% s* t+ J) ~3 v. z6 c1 r. FSpeed：作为通信信号引脚，设置为High；

6 ~7 d/ F, ^% K& d/ ~; v8 @27行：使用“HAL_GPIO_Init()”初始化该引脚；
, c- c9 h. n1 \; u7 ~" v4 j& X
" |' a7 I: Z2 E3 B3 ?29~31行：设置USART的接收引脚；


8 f: e3 ~/ @/ p
- p5 q$ a" V! _5 p, C. R( S3) 重定向打印函数
7 c& a0 z6 J' 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。

代码段 15.3.4 重定向打印函数（driver_usart.c）

! b$ W1 a" X% p0 ~

1. /*****************************************************
   
2. *function:  写字符文件函数
   7 E& ]1 F0 H) J9 ~! C6 v8 }. n
3. *param1:    输出的字符
   & F) q  e- B" J# u* A
4. *param2:    文件指针
   9 o* b+ X: g4 R; d- O5 p7 S
5. *return:    输出字符的ASCII码
   . o9 W" K2 E) A) ]) ~& ?
6. ******************************************************/
   $ H) f& F$ V* {- u5 p/ [
7. int fputc(int ch, FILE *f)
   & m* T, p; `5 {( m' s* f4 [
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
   7 x, w$ i; J2 \! U0 E
10.     return ch;
    ; W. y% e7 e  K$ G
11. }
    
12. 
    
13. /*****************************************************
    ' v+ F4 T, x. D) t2 r6 g
14. *function:  读字符文件函数
    , ~2 c0 _  R1 w. p8 q& g! J
15. *param1:    文件指针
    $ ]( I7 t8 R# k$ g% Q
16. *return:    读取字符的ASCII码
    
17. ******************************************************/
    ) F$ k6 X' ~7 A* r
18. int fgetc(FILE *f)
    
19. {
    
20.     uint8_t ch = 0;
    
21.     HAL_UART_Receive(&husart, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
    0 j3 M. ]: c7 h% h; r& D
22.     return (int)ch;
    
23. }

复制代码

# ]5 @% |1 k- @- g/ E$ w
. g1 C4 M" ~1 B( U' t  \* `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。
+ O4 }) v% u5 m8 V! W8 I; O
  c# j, M2 W. s0 O# B+ _/ G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。
; [! R0 R/ E" G' w* }
) ?4 D1 [/ J2 {. j7 I7 }, P

2 S/ T: N% Q' f% l6 D" _: Y

图 15.3.1 勾选“Use MicroLIB”

' d! [' l, F) P4 ]

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。

4 C! L) G# s1 {* P% T代码段 15.3.5 可选添加内容（driver_usart.c）

1. /*
   9 J9 K" D# |. g1 ^% l. g
2. * 添加如下代码，可不在工程设置中勾选Use MicroLIB
   
3. */
   
4. 
   " w5 ^+ b# v' w0 a4 O. u
5. #pragma import(__use_no_semihosting)
   
6. 
   
7. struct __FILE
   
8. {
   . L. O$ e2 D' h( \0 N# ?
9.     int a;
   
10. };
    
11. 
    
12. FILE __stdout;
    
13. FILE __stdin;
    
14. void _sys_exit(int x)
    ! z8 f6 @/ k; ]' N/ X6 m6 o+ D
15. {
    
16. }
    ) i4 o" e2 r: Z0 G

复制代码

$ s. w$ h% A) q3 E4 \0 O4 S7 V- o
: T, b/ n" \  `2 s4) 主函数测试
2 V2 Y- ]& K, Z* g4 G

1. // 初始化USART1，设置波特率为115200 bps
   
2.    UsartInit(115200);
   7 M6 {" Y/ N- J1 a
3. 
   
4.    // 在windows下字符串\n\r表示回车
   3 U# L0 ]' @& t# y' j( Z' l7 Z
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”
   ' e! Q& s* z) x5 ^. K5 y0 j
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");
   
8.    printf("test char            = %c,%c\n\r", 'H', 'c');
   
9.    printf("test string1         = %s\n\r", "www.100ask.net");
   , x. e8 z. B- V
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);
    % g6 r+ l5 Z, y) f- K* Q
13.    printf("test hex1     number = 0x%x\n\r", 0x123456);
    
14.    printf("test hex2     number = 0x%08x\n\r", 0x123456);
    2 j0 ]; ]  K( B* \1 W( I& A
15.    printf("test float           = %.5f\n\r", 3.1415);
    
16.    printf("test double          = %.10lf\n\r", 3.141592653);
    
17. 
    
18. 
    
19.    printf("\r\n键盘输入‘C’或者‘c’控制串口打印‘Hello world’");
      ], g# ?$ ]) J' u
20.    while(1)
    
21.    {
    . M2 o+ z# s6 b9 I
22.        scanf("%c", &cmd);
    
23.        if(cmd=='C' || cmd=='c')
    9 V  n" ]+ w7 r& x% O0 t" T3 ?
24.        {
    & |: G- b, g6 U% H) D/ e8 s, ?) m
25.            cmd = 0;
    
26.            printf("\r\nHello World.");
    
27.        }
    2 V0 o3 w+ i7 v* }) V- L* L
28.        HAL_Delay(100);
    . a& r1 R# t: C9 D
29.    }

复制代码

8 O: g$ P8 B0 l, X0 c) I- Y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。

; Z' r2 g* e4 }% D& R2行：初始化USART1，设置波特率为常用的115200；
9 @' b1 d' i5 p3 y# E6 e( W
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。
0 ~$ D# e( @& A3 B: {
8 K# H2 R5 [1 h8行：字符打印测试；
0 y5 w; L6 k# l
9~10行：字符串打印测试；
6 d9 ?8 q& T* Y& D& H& O
5 q. C* a" ]# q) ]8 `11~12行：正负整打印疑测试；
4 e/ \9 q$ q9 T
13~14行：十六进制打印测试；

  \: P1 ?8 Q. K- R3 {15~16行：浮点数打印测试；
+ Z% G1 }. n$ G; _2 d8 l
  I6 S& @" I; |- k7 j+ S21~29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；
+ \9 |" _, A% G7 s$ j* v  T

; x( t  j. F" V) l3 E- t: ~4 |

图 15.3.2 指定本地编译环境

- ?6 q# b$ W/ u# }. d3 F5 l
15.4 实验效果
9 E, L, y# s3 `/ H% E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。
+ @% z2 r  ]7 `
①点击做上角“Session”,创建会话；
6 o/ ]& U6 S# D8 W" U$ Z
9 p* |% G! w( \  p! p2 {7 X$ R, `②在中间弹出的窗口，选择“Serial”，即串口；
  K; `  ~4 U/ l0 k- e5 I
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；
$ d/ E% X. O, D$ W( _+ M
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；

⑤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；

7 f" l$ ^2 Y5 v⑥设置完后，点击“OK”；
/ }; ?5 [, n3 Z


$ k) ~+ b+ M4 U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”。

9 s3 J: A9 z0 E3 \+ [; ?% `

图 15.4.1 调试串口连接实物图

1 q6 x7 ?# ?  y/ r, W! S
: r! y5 {0 [( E) X' U

图 15.4.2 创建串口会话

* \$ Z; C+ P5 y( S4 J5 |0 J0 ]

图 15.4.3 串口打印效果

! U2 J  ^' L' e" k3 j4 Q

作者：攻城狮子黄
4 Q8 Y  D0 K/ y; i
# D3 |& Q0 G+ ~5 H; Y8 X