串口通信（Serial Communications）是指外设与计算机间，通过数据线按位进行传输数据的一种通讯方式。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。虽然串口通信传输速度不高，但程序简单，能实现远距离通信且成本较低，通信长度可达1200米。常用的仪器仪表大多都支持串口通信协议。
5 y3 x3 c) S( C' J# O; b$ pLabVIEW的自带函数库中有现成的串口通信模块，方便快速搭建堪比串口调试助手的软件。
1 K) B4 f9 m8 `4 V% H% s  w+ u

. T& C5 v) T! l5 ?1 @, \( o2 v今天分享一个STM32F103C8T6工控板与LabVIEW的串口通讯实例，主要工作如下：
0 Q; s( D. `, u1 F. x% }8 w1）基于Keil MDK写一个串口通信程序，主要配置STM32F103C8T6芯片的USART1相关参数并创建串口1中断服务函数（对应引脚为PA9和PA10，可在手册中看到，如下图所示）；
, ^+ ]: i, I7 @* k6 S1 x  [; O6 n
9 M" Z, M# p) J/ f9 E
9 X/ C# V, M& B& l9 i
) `6 h2 |- z2 Y/ v2）基于LabVIEW编写一个串口调试助手，用于与STM32F103C8T6工控板进行实时通信，具体使用的串口通信模块位于程序框图的函数选板–>Instrument I/O -->Serial里，如下图所示。

! d* M2 U+ g7 F; c$ X
4 q, J2 f# r; A( }
1 ]2 e. [7 L& K3）具体实现的功能为：从LabVIEW发送一个命令到STM32F103C8T6工控板中，然后STM32F103C8T6工控板不进行任何处理，将接收到的命令反馈给LabVIEW。

) t& N  _' m& L7 R: x- L% F3 @& ]0 C硬件部分
, _, z- n- ?& s) k2 ?0 d( ]2 Z1）某宝网上购买的STM32F103C8T6工控板，价格50￥左右；
" d' G  R/ J" x2 d! P$ ?9 m2）某宝网上购买的232转USB数据线（如下图所示），价格15￥左右。
: W4 N- V, g7 R3 c2 }
- ?& A% G8 j9 L4 m( |- z- h

STM32F103C8T6工控板部分原理图
+ V  }' N2 [; s1）下图是STM32F103C8T6工控板的芯片接线，PA9和PA10对应USART1_TX和USART1_RX，PA9和PA10经SP3232EEN-L/TR芯片至9pin的接口处，如下图所示。



思路
0 h' n2 }) _' S7 M& N% d3 O3 x3 o1）对于STM32F103C8T6，配置并使能USART1，使能USART1更新中断并创建相关中断服务函数；
/ k1 R7 _$ g. N; |, }8 L1 w9 Y2 Q2）对于STM32F103C8T6，在接收到从LabVIEW发来的串口数据后，运行中断服务函数，将接收到的数据传回LabVIEW；
3）对于LabVIEW，配置串口通信，相关参数（如波特率、校验位、停止位等必须与STM32F103C8T6的USART1配置的参数一样！！！
4）对于LabVIEW，利用事件结构的while循环，每当发送命令的控件发送一次串口数据时，并接收一次串口数据。
1 ]* l& `9 i* F/ F- X! G. ?8 J
相关代码
' F" Y# q$ ?  s8 U- k4 K+ P, u  G1）针对STM32F103C8T6工控板
. h5 }+ y5 K$ y9 N  h* U1.串口初始化配置函数（头文件）
该头文件只包含一个函数，即针对串口1的初始化配置函数，用于跟电脑进行串口通信：

1. /**
   - I# |9 ^  x# Y9 `
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   - g# H7 ]  l  z" d/ `# l
3. * @文件名称： serial_communication.h
   
4. * @作者名称： 闲人Ne
   
5. * @库版本号： V3.5.0
   
6. * @工程版本： V1.0.0
   
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   5 Y3 Q$ R) v- n2 j1 Y
8. * @摘要简述： serial_communication头文件
   * D8 ^3 C% N4 m! i. W' m1 y
9. ******************************************************************************/
   * b, G8 a+ {! a% B. J  d( Z/ Y
10. /*----------------------------------------------------------------------------
    # O; q$ m- V3 B+ Z1 n  H! P6 }; G& u
11. * @更新日志：
    ! {, {, a4 a3 T, @  S4 h% N
12. * @无
    
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
    
14. #ifndef __SERIAL_COMMUNICATION_H
    
15. #define __SERIAL_COMMUNICATION_H
    
16. /* 函数申明 ------------------------------------------------------------------*/
    ) g  z+ d* M0 \5 N* _4 b
17. void My_USART1_Init(void);
    ! s  v; ?( [0 Y& M
18. #endif /* __SERIAL_COMMUNICATION_H */
    9 n  O& f& Y4 ^# V
19. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

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9 L) i! t# d7 q4 p% F* K2.串口初始化配置函数（源文件）
串口初始化配置常规操作，大家可作为范例参考：

1. /**
   ' ?" `3 N7 U! E% d5 r' m! P
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   2 p6 u! s$ G9 ^# m. d
3. * @文件名称： serial_commuication.c
   
4. * @作者名称： 闲人Ne
     u7 ]! X. P# _
5. * @库版本号： V3.5.0
   2 P7 D- V$ K, ]) e
6. * @工程版本： V1.0.0
   
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   
8. * @摘要简述： serial_communication源文件
   / N4 z! \; P! M; G' h
9. ******************************************************************************/
   
10. /*-----------------------------------------------------------------------------
      \" l7 Q8 T! w0 I' I9 y" `
11. * @更新日志：
    
12. * @无
    2 {- q/ N4 F6 D. x
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
    7 Y1 a0 G  \+ J3 C2 \
14. /* 包含的头文件 ---------------------------------------------------------------*/
    ' w5 A1 F5 [5 A. \% z& G0 x
15. #include "serial_communication.h"
    ; [$ ^4 j# _! F  q2 D/ C
16. #include "nvic_configuration.h"
    + D, a' f. l3 H- {
17. #include "stm32f10x.h"
    0 S1 ~) @% ]; ]" ~$ V1 x! @
18. /************************************************
    ' X" {: c! ?4 N7 ]3 ^. }. V0 y- @
19. 函数名称：My_USART1_Init()
    
20. 函数功能：初始化USART1管脚配置,
    7 S5 x. F: Z+ k
21. 入口参数：无
    - M1 I0 Y  X, e( z% k8 L
22. 返回参数：无
    + v. J" e; X+ b
23. 开发作者：闲人Ne
    $ C( `% v' _( n: r$ W
24. *************************************************/
    
25. void My_USART1_Init(void)
    
26. {
    $ s3 N; L2 O' r3 [
27. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    * |2 l: S' |$ Y0 h" t9 m. g
28. USART_InitTypeDef  USART_InitStruct;
    4 n; V0 e3 ^) W0 l* Y
29. // 第一步，使能相关时钟
    / \3 r" B, ]8 c( Q2 w+ T
30. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);      // 使能GPIOA时钟
    
31. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);     // 使能USART1时钟
    
32. // 第二步，串口复位
    9 k* b7 U# @& l: p; F
33. USART_DeInit(USART1);                                      // 将外设 USARTx寄存器重设为缺省值,复位USART1
    1 J8 u( ~3 M4 A
34. // 第三步，GPIO端口模式设置，PA9对应TX，PA10对应RX
    
35. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;                 // 复用推挽输出
    
36. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;                       // 选择GPIO引脚9,作为发送端
    
37. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;               // 随意设置，不重要
    4 ?7 O* S1 E: ~$ G4 ?
38. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);                                          
    . ^4 u/ O5 p% R% }$ z& W
39. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;           // 浮空输入
    
40. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;                      // 选择GPIO引脚10,作为接收端
    : t+ w8 f9 @( K" ]2 x
41. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;               // 随意设置，不重要
    ) G9 H# r" I" J' `# z- B/ c
42. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);  
    
43. // 第四步，串口1参数初始化，在电脑上进行串口通信时，串口调试软件也需按下述参数设置
    7 I" D) Z$ G/ [0 o7 l2 W& D
44. USART_InitStruct.USART_BaudRate=115200;                                    // 波特率为115200
    3 I1 s+ k8 _5 s& p; B- [: a, {) q
45. USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; // 不使用硬件流控制
    " F% p: @6 D9 Q% `
46. USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;                 // 收发都使能
    ( a2 M8 B+ ^9 i4 I1 T5 M
47. USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;                             // 不用奇偶校验位                           
    
48. USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                          // 设置1个停止位
    ' K3 J6 ]) {# I, N9 D
49. USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                     // 设字长为8，因为不用奇偶校验
    6 W9 I1 b, ]4 c6 t' g
50. USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);  
    
51. // 第五步，初始化NVIC,开启指定中断   
    * }! R4 Z8 C+ i
52. NVIC_Configuration();
    
53. USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);  // 使能USART1的USART_IT_RXNE中断，RXNE是状态寄存器USART_SR的第5位，意思是接收中断
    ' ]4 g3 z4 G4 _; v1 `+ @5 t
54. // 第六步，使能串口  
    
55. USART_Cmd(USART1,ENABLE);                     // 使能USART1外设
    ! ~5 c* p: Y5 E3 j/ [$ z# ~8 G
56. }
    
57. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

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. q! F- w/ {# ?7 k0 V9 V3.串口1中断服务函数
  d- ^; L" F9 x$ b+ y通过上面可知，在串口1初始化配置时，使能了串口1的接收中断，因此需要编写对应的中断服务函数。
% p% D0 s8 w" Q

1. /**********************************************************************************
   ; v7 o7 f1 W# U- Q; r' e8 Z  z5 }
2. 函数名称：USART1_IRQHandler()
   
3. 函数功能：USART1中断，当STM32F103C8T6通过串口1接收到从电脑发来的串口数据时，将所收到的数据再发回去。
   
4. 入口参数：无
   1 B9 Q) t) ^4 b( v
5. 返回参数：无
   
6. 开发作者：闲人Ne
   - w  N: v& V- |+ m, ^! m
7. ***********************************************************************************/
   + T8 ?5 j; d& A# w$ S$ X- H$ S
8. void USART1_IRQHandler(void)      // 函数名称是由startup_stm32f10x_hs.s文件里定义的                                             
   $ Z" J0 l) i  v6 R: f
9. {
   
10. u8 data;
    
11. if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE))   // 检查USART1的接受中断USART_IT_RXNE发生与否                             
    
12. {
    
13.   data=USART_ReceiveData(USART1);              // 返回USART1最近接收到的数据
      j0 D! H+ f: v; [1 V
14.   USART_SendData(USART1,data);                 // 通过外设USART1发送单个数据                                          
    ) {: w* U' u) D3 E8 g
15. }
    5 \5 t, a' G0 v, ^+ N. x
16. }

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( @" f& k8 b& H' _( P: A# d4.中断优先级配置
既然有中断服务函数，那么必须先进行中断优先级配置：
3 T$ J" x7 X2 S- m( e5 |

1. /************************************************
   ! Y$ L0 j+ o; e7 b2 E  x
2. 函数名称：NVIC_Configuration()
   & Z. g5 G2 `1 I% C* q9 B9 S4 F
3. 函数功能：中断优先级配置
   , ?: d5 s+ N* i. [0 S
4. 入口参数：无
   8 T' F! H$ C3 V) o& _9 j( H/ G* I# ~
5. 返回参数：无
   8 y' m9 L# t; L6 i
6. 开发作者：闲人Ne
   
7. *************************************************/
   . X1 `$ G' f. @5 j; L7 X
8. void NVIC_Configuration(void)
   
9. {
   9 V5 _' ~5 z5 g, K( \! }; Y0 \
10. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    2 C6 l% j5 K$ s# K3 _+ Y  \
11. // 串口1中断优先级配置
    : r% x+ |' x% t
12. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;           // 选择位于stm32f10x.h文件中STM32F10X_HD中的USART1_IRQn
    
13. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;             // 使能上述中断通道
    
14. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;   // 因为没有别的中断,参数可设0~3之间
    $ U4 i$ T# v1 x; M
15. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;          // 因为没有别的中断,参数可设0~3之间
    0 i2 ~: T' r! x; C$ d
16. NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);            
    ' r0 C7 }  y5 c( n/ {$ M
17. }

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5.主函数
. U# p  Q9 i+ A, P" A6 W$ U

1. /**
   $ q9 o1 T( b! }$ g2 I
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   
3. * @文件名称： main.c
   . {5 i, C' [+ e# K
4. * @作者名称： 闲人Ne
   5 C/ C, q/ g, M$ ?- \7 \: b
5. * @库版本号： V3.5.0
   ) P/ t* O) z# G- @
6. * @工程版本： V1.0.0
   
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   
8. * @摘要简述： 主函数
   " u/ I% x9 i3 `( ^' B8 M( H& `
9. ******************************************************************************/
   
10. /*-----------------------------------------------------------------------------
    
11. * @更新日志：
    7 {! N- V5 O# y; O
12. * @无
    
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
    $ }2 B/ m8 p; |7 u
14. /* 包含的头文件 --------------------------------------------------------------*/
    ( X  O1 b  r% t0 T" W
15. #include "led.h"
    - o) y9 {7 s- z! O1 G
16. #include "sys.h"
    ; L5 O- s8 g  @) q$ \# q: Z
17. #include "delay.h"
    
18. #include "serial_communication.h"
    6 R8 w* w3 j2 S& @% \
19. #include "nvic_configuration.h"
    
20. /*********************************************************************************
    
21. 函数名称：int main()
    0 h  o- R- J# _3 o. \* z6 ^) {+ h
22. 函数功能：主函数，LED灯每隔500ms改变一次状态，表示系统正常运行，串口数据收发由中断控制
    2 V  X7 ^' Q# x6 z* o( K6 r
23. 入口参数：无
      }# X9 {0 H7 [8 \& u, ~
24. 返回参数：int
    " D4 `7 o- w1 r  k& [& s
25. 开发作者：闲人Ne
    + `2 e/ o  x7 [1 Q# Q; n
26. **********************************************************************************/
    
27. int main(void)
    ) B) }1 A% v' W3 |# M3 ?
28. {
    
29. delay_init();
    
30. LED_Init();
    
31. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      // 中断优先级配置                        
    ) q' P) Z- L1 G: N# n
32. My_USART1_Init();
    
33. D1=1;         // LED1灭
    
34. D2=0;         // LED2亮
    1 C6 Y: Q0 k5 R" [, ]# C
35. while(1)
      P, V$ c6 E' z0 T1 X' W1 d, a
36. {
    
37.     D1=!D1;
    
38.     D2=!D2;   
    2 g; J1 F- v5 a4 e6 p
39.     delay_ms(500);
    
40. }
    
41. }
    $ P& P, ^* ]9 ]. j/ m- c
42. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

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2）针对LabVIEW上位机
+ D$ E2 e9 {* ?9 h; b0 w+ m" xLabVIEW工程可参考范例：Continuous Serial Write and Read.vi，该范例是最简的连续串口通信范例，在程序框图钟进行简单的修改：即在最后的While循环里添加等待1000ms模块（如下图所示）
+ ^" c! ?/ D4 d) Q$ C
% d" Y: a# Y, `; O, f6 M- Q1 J
* F1 R8 `; K6 O6 B( i
/ Z+ \: h! X+ L0 N- D% x# u3 F回到该范例的前面板，硬件连接好后，首先先选择com端口（如下图所示：COM21），然后按照之前在STM32F103C8T6工控板上的串口配置参数进行配置，如波特率设为115200等，其他参数默认即可。
" I# D, v3 I/ X7 \( W1 F

/ O; N5 p4 c+ p
实验效果
+ U$ N: `" h" [8 g运行前，将LabVIEW前面板上的Write和Read控件设为真（即激活发送和接收功能），先烧入STM32F103C8T6工控板的程序并运行，然后运行LabVIEW程序，运行结果如下图所示：


  ~- c9 x4 u7 X- R8 o
当Response显示字符串的控件每隔1000毫秒接收到一次串口数据时，则证明串口通信成功。

( m" b! Y! |6 I4 p7 q' N8 k经验分享
* b7 O" F$ J5 T2 [; }2 [0 A1.在进行嵌入式开发时，利用仿真器Debug程序是首选方案，当然利用串口调试助手查程序的问题也是工程师比较喜欢的手段；
7 o  ]5 n( e+ {5 X4 F& w2.可以利用LabVIEW，串口通信为一些嵌入式开发板开发定制化的上位机软件：如开发板的功能是采集一些实验数据，利用LabVIEW为期开发一个上位机软件，通过串口通信获取开发板采集的数据，然后记录，生成报告等。这对于实验室一些非标测试的项目，开发的成本是很亲民的~
————————————————
! k* q2 H, `, o( a0 J% H* `版权声明：天亮继续睡
( a5 L: D, }! R
  a5 d- }/ ?0 u; S
6 x7 e/ z9 ?& H  y1 V