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【实测教程】STM32CubeMX-STM32L4之研究串口通信(printf)

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STMCU小助手 发布时间:2023-1-15 00:07
一、开发板平台简介:
1 `9 Y. A4 O* K" B% {- @1、开发板资源简介
, L" w7 Y+ v/ L$ H$ P+ Q, G) A
(1)开发板主芯片型号:STM32L431RCT6
9 b# G/ P0 n) W- J(2)开发板主芯片封装:LQFP-64_10x10x05P1 \! Q* C9 A! ~. ~1 r, B$ z
(3)开发板主芯片内核:ARM® Cortex®-M4
% {* C9 |/ x6 A" Q5 V4 E(4)开发板主芯片主频:80MHz+ U, b" D9 Z: Q1 _8 s
(5)开发板主芯片Flash大小:256KB
( M/ @2 q8 E2 |% m( J(6)开发板主芯片RAM大小:64KB
: _3 V5 v( O5 }& L7 \7 O$ Q+ E' N% H (7)其他外设:请参考芯片手册+ z/ Q) E. }9 l' k& l+ v: b' X1 H
) l0 O- @% {$ F- {# ]
bb91345227434ee7a43a34bf3fe366e6.png , {/ I; |! }1 `7 P- O8 Y
6 B' M8 r; Z. D
929c0cce04aa4115a8623703982bf3e1.png 1 z- g# d6 {1 ?/ S0 g( A8 H5 U

2 Q2 W) B0 |/ s% R( G6 J2、串口简介7 j3 D# j, n) {5 a
         串口全称为串行通讯接口,即数据在通信线上一次传输一位,按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART),使用TTL电平,串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。1 K  r8 N( Z3 }

- C% y5 h9 P: b3 n6 R  |        (1)我们选用的STM32L431RCT6开发板串口1已通过USB转TLL串口芯片CH340G引出,使用时,只需要用公对公USB线连接电脑即可(注意也得需要安装CH340G驱动),后期验证试验也试验该串口1进行。  [" z3 \: y, o: ^* u  o0 S% A
$ H% @$ H& w1 _: j4 z
        (2)开发板上的其他串口已通过排针引出,为TTL电平,通信的时候需要注意选择对应的电平模块,如USB转TTL串口模块等。
5 V9 s* E1 V$ e0 q3 n( W* O8 n' U* A6 V* o% [: D5 i; p5 I

( ^7 N7 Z: F/ I% g9 I1 G0 n" P  F$ f  二、新建工程
( _( q0 H! m0 @, i1、新建STM32CubeMX基础工程

+ B1 d- p3 Z8 {0 t. q( Q(1)打开STM32CubeMX,点击“File”-->"New Project"9 ?. X' F; c# N/ e" w4 g* b8 C
) O! I( w7 A# G
2399170347904e959c855fefd5877f84.png
% ~2 U3 q' [/ M! }4 B4 g

$ j$ D+ K& u/ S' ~(2)等待打开主芯片选项界面(大约1分钟时间)。
! _6 Z( e  a8 K; r
+ \/ f" _, Q. _
d74d2fdc60c9440483e2b7cf8d928e7f.png & r, f* {( G! q( {) N& }6 R

3 V$ p2 t- C+ l3 M5 n* I(3)昨天搜索框中输入(或选择)所需的主芯片型号(因为我们用的是STM32L431RCT6开发板,所以此处现在STM32L431RC),然后在右下角选择STM32L431RCTx(因为开发板主芯片是STM32L431RCT6),左键双击即可打开新建的项目。
8 k" y* P: j1 L* |% O
& }3 U: f2 f* B+ {
7b80345238d74bea82ce70e1a348f7b4.png
5 X; e# e8 P3 e) `6 }; L% ~
: i$ @, ?( t$ {3 [! w4 y
(4)选择时钟源
7 Z' o% y- E; ?6 I' k) M# g2 E  n(1)因为开发板上有8M外部时钟,此处选择外部高速时钟(HSE)。3 V: s& @( B6 ~$ e1 [0 k/ g
(2)因为我们没有用到外部低速时钟(LSE),此处不做处理。
0 N- C9 j6 Y  G5 x* a/ H/ N7 k% I. g  F. f
72119b971f62410fa8344f7f9fb9f389.png
; b4 \& x" J3 @$ |9 K( y

9 r: `5 Y+ d& T5 I; B2、配置GPIO控制LED

- z6 N+ b1 G- s" D6 ?. h备注:LED灯用来指示系统是否正常工作。
! Q# u4 m% y, M# Y. ]+ d! A(1)查STM32L431RCT6开发板原理图得LED1控制引脚为PC0,则配置GPIO的引脚PC0。
4 m7 s* t# \* O' E$ j鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。
6 i7 Y( l" i; Q8 m) h8 ]  F, M8 C" [( t
492907c1e71149819adbaee4516a2af4.png 7 |. W. B3 U' Q- T

3 T5 ^7 }5 J. m1 B(2)根据自己的需求配置GPIO的参数,如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低,此处采用默认参数即可,不用修改。
- Z. x% T% a$ _+ P. y6 P+ ]% |" H) ?# l5 B
38ff4b80e1c5495ba3076a5158fd91fa.png 0 B" k( ^) j, {4 ]8 m5 p

# m8 J  T+ }& S" M3 t; x4 V3、设置串口1参数
# Y- x; _* B$ O
1、查原理图得知,串口0使用STM32L431RCT6引脚为PA9-USART1_TX,PA10-USART1_RX,引脚设置如下:' U1 O5 t+ R% L9 e( E
$ N# E2 I& Q2 W1 o. |; m
497b8ee0243e446784e64a3c31e8a26f.png
* Q  B- q! W: J0 w1 g
8 X+ |8 Q: ~( A' f (1)序号1用来设置串口收发引脚的选择。8 n: H8 m7 @. E/ [3 w
(2)序号2-3-4-5-6设置串口参数,如波特率115200、8位、NONE无奇偶校验等。7 |/ P3 B+ f* [9 p6 M

( F: a/ Q2 v  H" h: `( F 4、配置项目工程参数
4 x" i7 [' W- @4 u. f1 r: z/ j(1)配置时钟树,用于系统内部时钟,以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率,内部最大倍频80MHz。' O7 h. o: n, p
% }% `& R$ X  q6 i* U  M, m
2ce1933c10484d819234682f4abc0228.png
4 h# J7 b. x+ A# B# ~$ i+ \/ x/ C! @8 y6 P) @- I2 \7 G# s
(2)完成配置工程。! m; J: Y; Z4 a
备注:需要注意代码生成过程中的继承关系,如图所示:需要保留开发者自己编写的代码时,请根据配置设置,不然生成代码后会删除自己编写的代码(从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。)
6 ~/ W- k; P& ?1 N/ Z' B
( X9 |3 P- Z4 o* X: |& C
efdb616174f54925b6eac31109f227b5.png
9 C/ R: F7 |5 L- J3 d8 i) O# ^7 P: _% p+ E2 F1 R) s
41c3f2716e4e4eda8f62fa3a1d871322.png 3 _/ t  J$ f0 L& _
! I: D! H2 e5 U$ f
(3)生成代码。
9 A  R* n' t: m2 |$ l" y
3 _9 J4 K; O& j( }
8eaa7d0babea40ee93f158481a6ee471.png ) f4 I, f1 ]" _- k1 W2 I
% O! s& F: K% p) H- y& ]
三、在KEIL 5中编写代码
0 u5 r# J( y$ ^& w* ?7 O! z1、使用KEIL 5(MDK)打开项目工程文件

5 U7 `% }- V3 f6 d3 H3 M! G(1)找到刚才新建工程的存储路径,安装项目名称,打开项目工程。+ ~/ \0 [% F, @5 r) _' Q/ M7 d
- Q) Y2 r- `% A& ~4 z' E6 z1 d- Z; }
0d697d3d06664ba397f843687e19dc1f.png
0 L; y! E2 ~& K; u: \. n# R( F( K0 Q# x9 z$ _
(2)添加每隔500ms,LED1闪烁一次的系统提示,用于提示程序运行正常。
! D; s7 X# g; f2 ]% _, _; ^) U$ {9 I( [: \
6ab72ceaeb7a41af833842fe5ba6f34d.png
4 r! f. P$ K) I8 {: [  l; q8 S
) {" H7 x, |5 o4 R( D. H& o
0 m9 m2 R5 s, v- C, ~( d0 Z. \3 T
2、添加使用printf函数打印log的代码
! G2 O2 z) L4 J3 F" c(1)在项目选项中勾选Use Micro LIB选项,勾选该项目后,可以正常使用基本的C语言库。) U3 z/ ]: D9 t& u

' L# d5 }  s4 g. [7 e- c: B
3db54bee7a3e4fb78ecb85f0c26ece57.png 8 s) ?7 Q2 M" I+ u; C; N; O
4 R! H6 J. e' K' o4 \$ P
(2)printf函数会调用fputs函数,fputs函数为弱定义函数,即使用__weak修饰符修饰的函数,可通过自己编写函数定义覆盖原定义,我们在此处重写fputs函数。在usart.c中添加如下代码。* x6 M" v8 |9 r  H; a' Z7 H
+ C$ f- j5 n% B, H) F
备注:开发者自己的代码需要注意添加位置,一定要放置到一对《USER CODE BEGIN和USER CODE END》之间,避免重新生成工程后被覆盖。
- \# E7 I/ }9 U
, U/ ]! G# S9 g5 S& J
607544c9bb2b4ca995be69d71d763526.png 1 c/ {, w' y( O  C( ^8 q

5 |, q" k. f5 a2 `% r3 C 代码段如下:可直接复制使用。8 \3 f2 k6 l4 ?3 g3 M
  1. /* USER CODE BEGIN 1 */
    ) L; L0 L; }! M. c0 i, G( J
  2. + _7 ?' P! d) T$ i, A
  3. #include <stdio.h>
    : o' U0 o. B7 S) |4 @
  4. #ifdef __GNUC__
    ' L7 a: A3 `9 l; Z# c/ H: Y4 @
  5.         #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)1 b; q( ?! I, q* I
  6. #else
    ; }4 E" i, V6 ~; j7 U7 P
  7.         #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)5 T* z. d* Y, k0 N2 G. d
  8. #endif9 i; ?7 H3 {' ~4 `! j( `  T
  9. PUTCHAR_PROTOTYPE5 y# @* _1 @6 R. T4 {( [
  10. {
    . ~% s1 \& b. `1 q
  11.                 HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    8 |: _8 J, R6 H8 l6 g' X/ p, ^
  12.                 return ch;+ u5 \. z# Z0 d1 B+ j" e0 i+ |& \" i- f
  13. }
    ) p7 R, o6 c8 g9 K5 B( i
  14. 3 L2 l: z, O9 c

  15. + p( _% l( W" y' l5 ^3 {; z1 s. R
  16. /* USER CODE END 1 */
复制代码

3 t3 T3 |$ V$ h5 v) p(3)使用printf打印log数据。需要注意main.c位置添加"stdio.h"头文件(printf的函数声明头文件)。
; b# t6 t( K1 j+ q. R5 `# l8 J0 s9 f7 ~0 }! |
ad684ef90b44425198d2cd6b046d6d5b.png
9 ]3 l4 A  `3 H
  w8 v" d$ l; B% _" I% P- e- C
  1. printf("hello world,this is printf function!\r\n");   //printf 打印函数
复制代码

8 A# b6 D! x+ O3 \8 T
2 W8 a( I3 b8 _. l: ?( a
3、设置编程仿真下载模式

. }! W; I9 K* ?9 @  e% u1 r(1)选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port(SW),可以看到搜索成功SW Device,表示芯片可用,可以下载。
- J4 \  v  R6 a7 l
) t7 `% R% D& ~4 V$ ^3 m7 ~1 j; J5 Q4 G
edefb6b9a2a14be3b1221ad6d5c7a8a2.png
) E0 _* W% ^  D; N5 ]2 J2 A9 N% A7 L& y4 u6 C- d2 c4 C1 ]
(2)点击Download(或者快捷键F8),即可下载程序。+ b: Z+ v3 s1 O1 E2 _

" r* T8 k$ a7 J  S
ba221842d5db40808aa129dd83c593d0.png
" m7 O$ ]2 F6 N7 M5 J5 R! L8 _  _) {4 I4 h4 S6 T* L

6 }* J2 _, Z1 p* F2 r. J; k" h(3) 如果下载程序后,没有看到LED1灯闪烁,可以按下述方式设置一下(Reset and run表示下载后自动复位和重启运行)。或者重新彻底断电再次上电(或按开发板的Reset按键复位MCU即可)。
" E* i, g& ]& E1 V. A
/ a/ U& m' |4 v0 g
9f8aa1a4e8f04041bcf5cb183facd100.png $ t9 i: x3 u6 r$ i- q, ~

9 h1 L, K0 [" _1 Q2 ?3 e8 r/ W( a' T0 S, S2 H0 A/ b
4、查看串口printf函数打印log效果
" h/ D0 }2 w8 h( e: x
(1)设置串口助手参数为:115200、NONE、8、 1(和代码中串口初始化参数一致)。1 L3 Q( _  u  q- l. x
(2)设置成功后,就可以看到串口打印的效果。每隔500ms闪烁LED1指示灯一次,且串口输出一个log。9 u3 s& j; z. G/ I$ f' f; ?8 t+ A  }

3 p6 s" @  O, ^- @$ @# C) G
5d514f8d3f3f479abeba35cf6e75e92d.png
' z9 a- U  l$ S, g6 [
; d$ y8 X3 w$ n2 [————————————————
5 h+ y# s0 u% Z# h" n版权声明:智能小屋ZYXC. b0 `" p4 v* `' `2 d' t# e9 ~

2 T+ E: v) j( ]0 p* g) F. z
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