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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:- A, g9 C. k5 X3 g# F
1、开发板资源简介

8 g7 q6 q: u; U(1)开发板主芯片型号:STM32L431RCT61 d1 r( g; \4 j, H9 a3 ]0 f
(2)开发板主芯片封装:LQFP-64_10x10x05P
( u  s  n, _* b- o(3)开发板主芯片内核:ARM® Cortex®-M4/ _2 m) y( g5 ~! h  n
(4)开发板主芯片主频:80MHz
# \6 `. S6 G& w- e) B; ]7 S(5)开发板主芯片Flash大小:256KB
* o/ x. \! o+ S( r(6)开发板主芯片RAM大小:64KB
+ S  X3 J! i. T (7)其他外设:请参考芯片手册
" L( c( H# o. k
$ C5 i4 j: u: w" }/ }$ }2 X- _
bb91345227434ee7a43a34bf3fe366e6.png
% C, y) ?9 o. c& O# ]( v  p. T* R) X& H
929c0cce04aa4115a8623703982bf3e1.png 8 E4 I1 D' f5 K& ^5 N- n$ K, U7 h4 A

7 I: @, x: ]  `9 e- T8 L2、串口简介: x& F5 D$ c% h
         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。
2 K' E- b8 e2 ~7 p0 }. O% G6 ~
: g# G0 ~, F: S& b: D        (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。
7 i& I, j- W* B
* o* k0 P' A# y8 {
        (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。
: k0 ~0 G% l( ]* d" h3 [& `" m4 ~- n$ I
5 N. G) v) g8 y* m/ P

: n* u  C( b7 M- }4 ?  二、新建工程
# V7 `2 {1 b: `1 ~: M: s- O1、新建STM32CubeMX基础工程
: l/ t% s* W8 U
(1)打开STM32CubeMX,点击“File”-->"New Project"
/ l" u) Z* C9 I6 h, F
, l$ t+ g- R# [& K) r
2399170347904e959c855fefd5877f84.png
4 m  d- R- ]$ b, K2 Q

5 e" E. [/ b3 x(2)等待打开主芯片选项界面(大约1分钟时间)。! j; F0 `( Z' g3 K6 O  k9 A! W
  k' `0 S, u  p5 Q  k
d74d2fdc60c9440483e2b7cf8d928e7f.png 5 C! L8 \4 h3 G) f

0 e- J6 v2 e8 r( F(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。( G# u1 B0 B& g2 V/ v2 K* _
; {/ u  k( j( d7 @7 Q% C5 I/ l; U
7b80345238d74bea82ce70e1a348f7b4.png
  ?9 R, H# l3 @" P( K! A% @

5 |7 X. ?, P4 S: X(4)选择时钟源3 n1 u# Q' E0 T& h# S* N0 q
(1)因为开发板上有8M外部时钟,此处选择外部高速时钟(HSE)。  ?! I$ A" G+ O& @: q' Q4 F
(2)因为我们没有用到外部低速时钟(LSE),此处不做处理。
2 u# w: X) j" ]
; m6 |+ ?% ]; }0 @0 B; W* }$ e
72119b971f62410fa8344f7f9fb9f389.png
2 f' Q9 x. N: ^- j9 w' w: Y

. P4 t9 t2 j6 M! {5 w2、配置GPIO控制LED
  K& a- T9 i2 ^0 H% t! S; f
备注:LED灯用来指示系统是否正常工作。
, X, b9 v7 T+ P/ z4 Z: ^! ](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。
" M" ~1 ^0 D! j3 q/ ~鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。( _, ~2 A2 x4 _+ `1 l1 O

. U# e- {2 w9 z( c! M3 l
492907c1e71149819adbaee4516a2af4.png   Z# w0 w4 V5 e

' u/ J8 p# E. p(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。
" f2 y2 n& m, C! v* x6 V! B- j0 x& v3 h0 g$ Q# `
38ff4b80e1c5495ba3076a5158fd91fa.png
, P6 l# v1 V5 f" Z+ s. t5 y: [6 W0 q

7 ?) H7 _; ]" S" ]6 ~3、设置串口1参数
/ ]2 s6 K# Y, z! }8 j1 A" ^9 [
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:
+ E' U4 ]5 u/ l3 H6 t( h
, |1 C' M5 W9 w
497b8ee0243e446784e64a3c31e8a26f.png 1 _# w: g/ E* b" ?! p2 o7 _! _

) Y, I9 h( y$ V' M8 |2 v (1)序号1用来设置串口收发引脚的选择。
, h1 d8 a+ u2 Q5 ]3 m( ^0 l(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。0 H, k' |" W* O1 Y

+ o/ \( n0 b/ R 4、配置项目工程参数7 W) h# W, }) l/ |% ?
(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。( [  E& G9 V- K; @! f  C

3 B2 t+ v+ }, F0 o: r' r0 {
2ce1933c10484d819234682f4abc0228.png " \$ k, F' w# X; K/ h% m

& u8 s) q) _3 E: f& a2 c/ `5 v(2)完成配置工程。8 O) a+ _" `- s4 o  T+ p
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。)
% R5 v# B4 Y4 w2 X# H+ u/ P+ T: P/ y, R  N: I' h+ \1 o
efdb616174f54925b6eac31109f227b5.png 4 P0 V/ ^$ {0 |) O9 P- h

" o$ l( ~. m2 S4 ~7 s6 {
41c3f2716e4e4eda8f62fa3a1d871322.png
4 p( D& Z8 r5 R) n* U
6 F4 O" z0 c3 l(3)生成代码。
9 O0 b( H4 i' B/ k* {- D+ d
& f# G' u1 {- {# s+ h! Q* B& Y
8eaa7d0babea40ee93f158481a6ee471.png
* K" w7 @9 A* ?# u# y" g
% W- I9 H+ p( `: Q7 t) h) B
三、在KEIL 5中编写代码
& n% S6 v! H( z9 X0 ~1、使用KEIL 5(MDK)打开项目工程文件

2 u5 J2 V- D" r(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。. j$ P+ v% \" e3 Z2 K9 R
0 j: [+ w% S8 t/ V/ ^8 {$ Q
0d697d3d06664ba397f843687e19dc1f.png   n& Z2 `& G, K1 O- K* T# ~5 ^" }# R

2 a+ ?/ A6 E) l7 o8 a) ?(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。
1 O8 u* q2 i. V. N
. T5 I+ B5 U$ k% e( H
6ab72ceaeb7a41af833842fe5ba6f34d.png " U4 v; n7 V) w, y; J

4 {! o2 o. w: Z# O2 |4 b4 `9 R  ?& X8 b/ M
% x9 I7 C: ~6 J
2、添加使用printf函数打印log的代码, p  v' \7 o8 N
(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。, o. c& T2 q5 }; D  E

( Z+ X% I2 s! ^( Y( e, n: F9 R
3db54bee7a3e4fb78ecb85f0c26ece57.png
7 i, w1 T+ j& C# H  r) v) I% q, W) z/ J5 V$ |( h& Y: z3 v
(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。' Z4 H. M4 Y4 W. i

0 d  o3 H0 D7 |% T- S+ r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。+ @7 D2 X/ h! c' D
+ C% N; @) q3 S4 H
607544c9bb2b4ca995be69d71d763526.png
4 C1 @4 |; x2 h* \, H) I$ M% b, w9 v6 m7 E! Z
代码段如下:可直接复制使用。; A9 H2 j9 ]) V. T( ?1 w5 Z
  1. /* USER CODE BEGIN 1 */9 |, [' Z8 d7 T+ Z3 ]" ?

  2. . }: W" d, M+ d! s! O' q* y
  3. #include <stdio.h>
    4 ~/ T/ Y4 m/ w4 w' e0 s% t
  4. #ifdef __GNUC__1 j. t3 p/ [5 e, }8 B1 p' _
  5.         #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
    3 u% E! Y( n  i2 w, b! {
  6. #else
    - F* s; E5 |; R$ p) L# w
  7.         #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)! J& Q: h$ a8 u* Z, |8 @
  8. #endif
    9 f4 W0 N# i$ I' n1 g5 @2 T0 `
  9. PUTCHAR_PROTOTYPE& u( w( O% Z3 x4 d4 Y5 I
  10. {
    8 H$ I0 A) J6 l( x
  11.                 HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    % I' f4 F8 y. O/ O) E! Q
  12.                 return ch;
    1 ~% z8 C8 D; f" I/ @: U/ @% z
  13. }
    % a7 E1 i3 C: A+ G; @
  14. 5 U  H5 U" b9 P5 ]+ n, O
  15.   N1 a1 T$ X9 x  E7 ^* F
  16. /* USER CODE END 1 */
复制代码

6 o7 e* h" m: ~1 D: c0 |/ V" u(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)。! s; b# M7 w+ U: Y+ c( W

6 N" u- o8 `9 g4 s; x
ad684ef90b44425198d2cd6b046d6d5b.png
/ h+ _  r9 o) o/ D( c, m" B) p. i# t" C- @
; b- c% g2 @8 ]0 q3 k! E) A2 M
  1. printf("hello world,this is printf function!\r\n");   //printf 打印函数
复制代码

8 _2 C' [7 g- v8 {( i* q6 [( t
. S/ _, w6 N3 _  W0 q* g
3、设置编程仿真下载模式

2 R" |7 J. m1 o0 t) f* D6 D% F(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。
9 c. Y9 v! I+ `
8 w% m6 _; o6 U& K, u" w& a& r
edefb6b9a2a14be3b1221ad6d5c7a8a2.png 6 o$ k! U1 p! Z$ |. `( j% K6 x

/ z* ~3 j1 B: ?( R(2)点击Download(或者快捷键F8),即可下载程序。6 p0 {- k( e0 B
' S3 \( t4 v2 H
ba221842d5db40808aa129dd83c593d0.png
4 C* R$ h7 m3 L3 o' A" X) l5 F& H# T# C
, i6 H) Y7 Q" w! S$ q
(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)。8 [3 H7 d/ J! [
9 j0 e- B# H: y+ D% C+ H; W
9f8aa1a4e8f04041bcf5cb183facd100.png 8 N/ [; |0 n9 d3 a! l9 L( p" {  I
; w! [$ z' U, Z0 Y

& B( u( c* }( F/ w: {, y4、查看串口printf函数打印log效果
% W+ f2 x9 t& x2 V" \! V/ p6 Y' W
(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)。' A8 _- ^+ ~, R' D' p$ h# |
(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。
- z1 y/ o( _, N5 }2 `1 D1 l) {5 ?# L# ^- e* q6 {
5d514f8d3f3f479abeba35cf6e75e92d.png , J9 x# N( V% C

+ E0 [( b! i, E. }, w————————————————
& g) O* d# z& w' o$ M) t版权声明:智能小屋ZYXC
4 j* n& A+ R, W5 p& ?$ I& Q3 W6 j% |; z- F  \8 L$ c/ ^9 L: _/ x3 q
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