手把手教你学BSP（11.4）bsp实例--基于BSP的UART通信项目

小蘑菇二号

已于 2024-10-20 21:00:00 修改

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文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件

于 2024-10-20 20:53:15 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/MHD0815/article/details/143098683

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用于控制STM32F103C8T6开发板上的UART通信。我们将以技术文档的形式详细记录整个开发过程。

技术文档：基于BSP的UART通信项目

1. 项目概述

项目名称：基于BSP的UART通信项目

项目目标：设计并实现一个嵌入式系统，用于通过UART接口在STM32F103C8T6开发板上发送和接收数据。

开发工具：STM32CubeIDE

开发环境：Windows 10

硬件平台：STM32F103C8T6 开发板

2. 项目需求

功能需求：
- 初始化UART接口，配置波特率、数据位、停止位和校验位。
- 实现数据发送功能，能够通过UART接口发送字符串。
- 实现数据接收功能，能够通过UART接口接收数据并显示在串口调试助手或其他终端上。
- 提供一个简单的用户界面，允许用户通过按键触发数据发送。
性能需求：
- UART通信应稳定可靠，无数据丢失。
- 用户界面应响应迅速，按键操作应可靠。

3. 系统建模

3.1 硬件接口

UART接口：使用USART1接口，TX引脚连接到PA9，RX引脚连接到PA10。
按键：连接到GPIO口，例如PA0。

3.2 软件架构

初始化：初始化GPIO口和UART接口。
主循环：在主循环中检测按键状态，根据按键状态触发数据发送。
UART发送和接收函数：实现UART数据的发送和接收功能。

4. BSP层设计

4.1 创建项目

启动STM32CubeIDE：
- 打开STM32CubeIDE。
- 选择“File” > “New” > “STM32 Project”。
选择MCU：
- 在“Select MCU/Board”窗口中，搜索并选择“STM32F103C8T6”。
- 点击“Next”继续。
配置项目：
- 在“Project name”字段中输入项目名称，例如“UART_Communication_Project”。
- 选择合适的项目位置，点击“Finish”完成项目创建。

4.2 配置UART接口

打开STM32CubeMX：
- 在STM32CubeIDE中，选择“Project” > “Open STM32CubeMX Project”。
配置UART引脚：
- 在STM32CubeMX中，选择“Connectivity”标签页。
- 配置USART1接口，TX引脚连接到PA9，RX引脚连接到PA10。
- 设置波特率为115200，8位数据位，1位停止位，无校验位。
配置按键引脚：
- 配置PA0引脚为“GPIO_Input”模式。
生成代码：
- 点击“Project” > “Generate Code”生成初始化代码。

4.3 编写BSP层代码

创建BSP文件：
- 在项目中创建一个新的文件夹，例如“src/bsp”。
- 在“src/bsp”文件夹中创建两个文件：bsp_uart.c 和 bsp_key.c。

编写UART通信函数：

在 bsp_uart.c 文件中编写UART通信函数：

深色版本

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "bsp_uart.h"

UART_HandleTypeDef huart1;

void BSP_UART_Init(void) {
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

void BSP_UART_SendString(char *str) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), HAL_MAX_DELAY);
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART1) {
        char received_char = huart->Instance->DR;
        // 处理接收到的数据
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&received_char, 1, HAL_MAX_DELAY);
    }
}

void BSP_UART_StartReceive(void) {
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&huart1.Instance->DR, 1);
}

编写按键检测函数：

在 bsp_key.c 文件中编写按键检测函数：

深色版本

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "bsp_key.h"

void BSP_Key_Init(void) {
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

uint8_t BSP_Key_Read(void) {
    return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0);
}

创建头文件：

在 src/bsp 文件夹中创建两个头文件：bsp_uart.h 和 bsp_key.h。

在 bsp_uart.h 文件中声明UART通信函数：

深色版本

#ifndef BSP_UART_H
#define BSP_UART_H

void BSP_UART_Init(void);
void BSP_UART_SendString(char *str);
void BSP_UART_StartReceive(void);

#endif // BSP_UART_H

在 bsp_key.h 文件中声明按键检测函数：

深色版本

#ifndef BSP_KEY_H
#define BSP_KEY_H

void BSP_Key_Init(void);
uint8_t BSP_Key_Read(void);

#endif // BSP_KEY_H

4.4 主程序设计

修改主程序：
- 在 main.c 文件中包含BSP层头文件：
  c
  深色版本
```
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_key.h"
```

初始化BSP层：

在 main() 函数中初始化BSP层：

深色版本

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    BSP_UART_Init();
    BSP_UART_StartReceive();
    BSP_Key_Init();

    while (1) {
        if (BSP_Key_Read() == 0) {
            HAL_Delay(50);  // 去抖动
            if (BSP_Key_Read() == 0) {
                // 触发数据发送
                while (BSP_Key_Read() == 0);
                HAL_Delay(50);  // 去抖动
                BSP_UART_SendString("Button pressed!\r\n");
            }
        }
    }
}

5. 编译与下载

编译项目：
- 在STM32CubeIDE中，点击“Build”按钮编译项目。
下载程序：
- 将开发板通过USB线连接到电脑。
- 在STM32CubeIDE中，选择“Run” > “Run As” > “STM32 Program Downloader”下载程序到开发板。

6. 测试与调试

运行程序：
- 下载程序后，开发板上的UART接口应正常工作。
- 使用串口调试助手（如PuTTY或TeraTerm）连接到开发板的UART接口，波特率设置为115200。
- 按下按键，开发板应通过UART接口发送字符串“Button pressed!\r\n”。
调试：
- 使用STM32CubeIDE的调试功能，设置断点，逐步执行代码，检查变量值，确保程序按预期运行。