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。
7 ?6 D, p( u2 B& M0 U6 oLabVIEW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。


( j5 c/ k; x: W" i& f/ I. Y  J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：
1）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）；
' [6 l4 s% y# D
$ N" E! M0 q! u0 S8 b4 N

* l, Z) X5 J8 {0 H2）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。
# e) i' r2 b/ V& B( x" H( D, V# f" U. {


3）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。
, r1 Z7 C9 Z' s* W  O
硬件部分
1）某宝网上购买的STM32F103C8T6工控板，价格50￥左右；
2）某宝网上购买的232转USB数据线（如下图所示），价格15￥左右。
5 {  u  h* h4 e6 j' ^0 m7 ~/ ]


2 W* ~- r- A6 S# q$ O8 w8 Q4 I; [7 qSTM32F103C8T6工控板部分原理图
1）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。

9 _& y9 G- G  a' e  B
$ u' E3 O0 u0 @! @2 n- G" n6 D4 v
思路
# X) Z# Q( s- s/ {: U$ V, @1）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；
: f8 ^1 @1 P( f- }7 Y) x$ g3 v2）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。

相关代码
1）针对STM32F103C8T6工控板
1.串口初始化配置函数（头文件）
  a0 z% X$ d  ]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. /**
     R) K* o7 U. o6 [% y% M$ R
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   & j  v5 K5 `" P+ _$ l1 R/ |$ _" t
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
   ) n: g. O; P1 C# I2 W3 Q7 f
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   5 |3 @+ A" M6 ], b/ K; \: s
8. * @摘要简述： serial_communication头文件
   - W3 v. ]/ r. w- |3 O/ H% Q1 ?# O
9. ******************************************************************************/
   7 X' _1 x& L# o8 @) m' y) u0 C
10. /*----------------------------------------------------------------------------
    
11. * @更新日志：
    . N7 E; j$ h3 V. H& \4 v9 ~  ~
12. * @无
    " S$ J. [6 X( c0 `2 K
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
      t; n* Q7 H5 F* H- k+ s# y
14. #ifndef __SERIAL_COMMUNICATION_H
    
15. #define __SERIAL_COMMUNICATION_H
    
16. /* 函数申明 ------------------------------------------------------------------*/
    ' u, s( m$ r" I( [8 g
17. void My_USART1_Init(void);
    0 Q+ B! ]1 _& w0 u
18. #endif /* __SERIAL_COMMUNICATION_H */
    + U3 d' E) Z; x1 q' J3 [
19. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

2.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. /**
   5 i+ O, t0 Q3 L/ N# D' g
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   
3. * @文件名称： serial_commuication.c
   - G. H$ R* `# i) ^! t
4. * @作者名称： 闲人Ne
     m8 M1 O# ~0 c/ ^  h9 M
5. * @库版本号： V3.5.0
   " e" D2 R2 B6 o  D
6. * @工程版本： V1.0.0
   
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   6 d7 M: \# v7 u& q2 o
8. * @摘要简述： serial_communication源文件
   6 ^9 [5 B" F4 b5 l& _8 \# z
9. ******************************************************************************/
   
10. /*-----------------------------------------------------------------------------
    % B9 y2 i' v, E; j+ y, @9 Q
11. * @更新日志：
    ) ~9 u' {8 J8 g4 i) P# s
12. * @无
    9 g/ `6 H+ X' m  Z8 {( p- i
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
    
14. /* 包含的头文件 ---------------------------------------------------------------*/
    
15. #include "serial_communication.h"
    ) d" P+ J  H0 ]1 a/ d
16. #include "nvic_configuration.h"
    
17. #include "stm32f10x.h"
    3 l+ a4 L9 K" o+ h! x6 T. Y
18. /************************************************
    
19. 函数名称：My_USART1_Init()
    
20. 函数功能：初始化USART1管脚配置,
    
21. 入口参数：无
    . W$ W. N  M: E8 E+ R2 Q  M
22. 返回参数：无
    % \) R& ]3 k2 c4 l7 o) r
23. 开发作者：闲人Ne
    
24. *************************************************/
    6 V% U/ z4 |6 A$ X
25. void My_USART1_Init(void)
    
26. {
    ' t3 \& @* B; S& }
27. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    ( Q( V" p6 c8 j: m9 ?# k5 f+ x
28. USART_InitTypeDef  USART_InitStruct;
    ; ^% s. t5 r0 P# F' }
29. // 第一步，使能相关时钟
    
30. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);      // 使能GPIOA时钟
    % x7 e4 G7 R# Z" W4 O0 D
31. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);     // 使能USART1时钟
    
32. // 第二步，串口复位
    & k6 G/ X$ K' e# ^) e2 L; @$ N
33. USART_DeInit(USART1);                                      // 将外设 USARTx寄存器重设为缺省值,复位USART1
    
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
    
38. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);                                          
    ) I) l$ I/ ~; ?
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
    
41. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;               // 随意设置，不重要
    * T0 Q( V1 N! m! C: b
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
    
44. USART_InitStruct.USART_BaudRate=115200;                                    // 波特率为115200
    * a6 j! o& L' ]$ m
45. USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; // 不使用硬件流控制
    
46. USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;                 // 收发都使能
    ) P( q$ k7 X# h- O6 H( Q* r
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
    
49. USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                     // 设字长为8，因为不用奇偶校验
    
50. USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);  
    
51. // 第五步，初始化NVIC,开启指定中断   
    
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
    
54. // 第六步，使能串口  
    
55. USART_Cmd(USART1,ENABLE);                     // 使能USART1外设
    " f0 W: r% k* b, `6 {9 U
56. }
    
57. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

3.串口1中断服务函数
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。
) ^% c* k9 Q% C9 Z# |" Q

1. /**********************************************************************************
   
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
   
5. 返回参数：无
   5 T5 H6 U0 }5 G
6. 开发作者：闲人Ne
   / g3 ^6 g( x. z8 h
7. ***********************************************************************************/
   
8. void USART1_IRQHandler(void)      // 函数名称是由startup_stm32f10x_hs.s文件里定义的                                             
   9 y8 f# U. ?; b* Y# B" N6 `
9. {
   3 W- n1 p$ i6 z. S
10. u8 data;
    % ~4 j  {4 w. }$ ^6 N) n- L
11. if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE))   // 检查USART1的接受中断USART_IT_RXNE发生与否                             
    + Z6 K: F3 F, c* u
12. {
    1 `9 F9 D' ^/ G% T, ^! t1 s
13.   data=USART_ReceiveData(USART1);              // 返回USART1最近接收到的数据
    ( k6 g; M( f* J# d
14.   USART_SendData(USART1,data);                 // 通过外设USART1发送单个数据                                          
    9 E) f. J5 C* ~' K6 P4 A
15. }
    
16. }

复制代码

4.中断优先级配置
1 B7 Z5 _$ D7 [) z0 b0 P1 L既然有中断服务函数，那么必须先进行中断优先级配置：
$ ^/ @0 Y3 ^( T

1. /************************************************
   . \" r" A' M; h' L
2. 函数名称：NVIC_Configuration()
   
3. 函数功能：中断优先级配置
   
4. 入口参数：无
   
5. 返回参数：无
   3 i& N# w: k/ b/ D
6. 开发作者：闲人Ne
   
7. *************************************************/
   9 m$ [5 y7 u: I' H
8. void NVIC_Configuration(void)
   3 o: b5 A6 b3 [% l
9. {
   
10. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    0 Q0 b: j8 ^$ [# Z3 r4 M9 |9 r" ~* o
11. // 串口1中断优先级配置
    - K3 A; O) F% r3 U% l5 b
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
    . S  {' k% x) g4 ?& q' T! O
14. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;   // 因为没有别的中断,参数可设0~3之间
    8 ?  L4 p! O2 r/ y- c6 M
15. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;          // 因为没有别的中断,参数可设0~3之间
    & E) T6 z- F  e7 m" P
16. NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);            
    
17. }

复制代码

5.主函数
7 v( J7 @4 r' l& \4 Q( A# P

1. /**
   
2. ********************************  STM32F10x  *********************************
   
3. * @文件名称： main.c
   
4. * @作者名称： 闲人Ne
   
5. * @库版本号： V3.5.0
   1 n  k- n/ c* s& f
6. * @工程版本： V1.0.0
   $ q2 M, B* a, q$ [) ?
7. * @开发日期： 2021年1月17日
   
8. * @摘要简述： 主函数
   
9. ******************************************************************************/
   
10. /*-----------------------------------------------------------------------------
    6 ]' ?$ O1 s* I8 Z
11. * @更新日志：
    % I" k( x' `  ^
12. * @无
    
13. * ---------------------------------------------------------------------------*/
    
14. /* 包含的头文件 --------------------------------------------------------------*/
    
15. #include "led.h"
    
16. #include "sys.h"
    
17. #include "delay.h"
    
18. #include "serial_communication.h"
    ' Z8 q5 z+ d- f
19. #include "nvic_configuration.h"
    
20. /*********************************************************************************
    
21. 函数名称：int main()
      H4 Q8 g% ~6 N- `- m9 {4 c
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
    
23. 入口参数：无
    3 t5 r$ W! V5 y) E2 Z. I% z
24. 返回参数：int
    
25. 开发作者：闲人Ne
    
26. **********************************************************************************/
    & e& N' I2 n  ]. H3 }* v4 A# \! ]
27. int main(void)
    9 _6 D4 Q# z; H' B
28. {
    
29. delay_init();
    0 _" E0 c) R- b" |
30. LED_Init();
    
31. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      // 中断优先级配置                        
    # k; R9 p& @7 p4 C8 x8 n9 n
32. My_USART1_Init();
    
33. D1=1;         // LED1灭
    1 u+ c. u5 P3 D- O1 A+ c
34. D2=0;         // LED2亮
    
35. while(1)
    
36. {
    
37.     D1=!D1;
    
38.     D2=!D2;   
    
39.     delay_ms(500);
    
40. }
    & \, ~& @# {! S+ }3 X: b
41. }
    ' ~5 N& s) m' m& e/ u: {' b* j
42. /****** Copyright (C)2021 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

2）针对LabVIEW上位机
, u/ b/ u% l+ K2 @) rLabVIEW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）



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。
5 h, r4 b2 n# m$ K3 }7 _( G


2 B8 m9 B( n; w+ I0 M$ e+ @实验效果
" w) i1 J" Y- l- Q1 ?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：

6 b8 o& f; t: |
; a8 {7 l/ R( O+ Z6 z5 l
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。
$ T; A: H' H$ x
" T, L0 T9 h) i8 i6 y, z; n. x经验分享
0 x5 q! k  m/ a2 ?  l! M3 s  k* E/ g$ z1.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；
" P) {: ~2 v9 l+ X& h. \8 S0 P0 o" e2.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~
; A- r* H! Q. m% z& p7 a) Y————————————————
版权声明：天亮继续睡

/ `3 C2 Z5 l5 M+ N7 I$ A6 f
/ Z8 W% q8 i9 z( r* H  L" W9 m