问题——USART通信无反应 && 传输数据失败

终竟的花海

已于 2024-05-16 17:53:32 修改

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机 mcu c++

于 2024-04-23 19:07:45 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_74349248/article/details/138135624

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文章讨论了USART通信中的常见问题，包括接线错误、串口线混淆、printf重定向导致的乱码以及在STM32上大批量数据传输失败的情况。作者分享了解决方案，如避免在同一接口连接仿真线和串口线，调整波特率，以及修改_sbrk函数实现以防止乱码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

USART通信无反应

1、拓展坞

嗯这一点我是属实没想到，拓展坞只能接一根用于串口的线。细细想来，拓展坞虽有多个USB口接其他线，却是从上位机（PC）的一个USB口引来的，也就是说硬件上就决定上位机一个接口只能用于一个串口的通信？实测是，仿真线与串口线接在同一个上位机接口，会让串口线（CH340）在上位机中找不到

总之，不要把串口通信的线和仿真的线连接在同一个拓展坞（即上位机的同一个接口）。

2，接线接错了

这一点我是最想吐槽的，查了好多资料硬是没有查出串口的线到底长什么样，又该怎么接。除非有人指导或是老师上课讲到这，发了相关资料，否则初学者单凭自己很容易混淆接线接口，比如把TTL、USART、COM之类的弄混了，也很容易认错线。

这一点就属于不讲很容易错，会了又觉得太简单而没必要发讲╮ (╯_╰)╭

如果是做过数电设计（FPGA）或是使用J-Link烧录的话，想必对它一定不会陌生。

3，无法打印

在GPIO引脚配好，USART初始化正确、串口助手配置也正确的情况下，仍然无法打印

如果你不使用Keil，使用其他IDE的话，那么重定向printf时，要重写的是_write，因为arm-gnu-ebi交叉工具链和keil的工具链对应的printf不同。而这里重写的是_write里的_io_putchar

需要添加stdio.h和usart相应头文件

#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  HAL_UART_Transmit(&huart3 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);// HAL，可自己换为标准外设库
  return ch;
}

4，配置正确_打印1个字符却输出一堆乱码

这个问题相当诡异，情形是这样的：使用USART_SendData发送数据是正常的，但是一用printf就会发出一堆乱码。跟踪调试后发现，数组长度直接就1024，无论我发几个字母。

查了许久网上资料，却仅仅了解到arm-gnu-ebi交叉编译工具链关于printf的重定向需要重写_write或__io_putchar。

后来无意中想起来，从STM32CubeMX生成的代码中是没有_sbrk这个函数，当时就匆忙从网上摘抄了关于_sbrk的实现函数。于是现在嘛，开始怀疑_sbrk的实现有问题

_sbrk是要添加到SysCall.c里的函数

下面是网上摘抄的

void *_sbrk(int incr) {
  (void) incr;
  return NULL;
}

仔细看一看的话，显然是有问题的，这与白板函数无异。于是就训练了一会AI

我提供脚本、开发环境、设备芯片型号给它，让它生成实现函数，没想到还挺好用。至少不会打印乱码了。

#include <sys/types.h>

extern char _sdata; // 已初始化数据段的起始地址
extern char _edata; // 已初始化数据段的结束地址
extern char _end;   // 未初始化数据段（.bss）的结束地址

caddr_t _sbrk(int incr) {
  static char *heap_end = NULL;
  char *prev_heap_end;

  if (heap_end == NULL) {
    heap_end = &_end; // 堆的起始地址通常是未初始化数据段的结束地址
  }
  prev_heap_end = heap_end;

  // 检查是否有足够的内存来分配
  if (heap_end + incr > (char *)(((uintptr_t)&_sdata + (uintptr_t)&_edata) & ~(sizeof(uintptr_t) - 1))) {
      // 堆空间不足
      return (caddr_t) -1;
    }

  heap_end += incr;
  return (caddr_t) prev_heap_end;
}

（如果有条件的话，可以把Keil等其他非arm-gnu-ebi的IDE关于这个函数的实现代码扒过来）

下面是从一些工程的system.c里找到这个函数

void *_sbrk(ptrdiff_t incr)
{
  extern uint8_t _end; /* Symbol defined in the linker script */
  extern uint8_t _estack; /* Symbol defined in the linker script */
  extern uint32_t _Min_Stack_Size; /* Symbol defined in the linker script */
  const uint32_t stack_limit = (uint32_t)&_estack - (uint32_t)&_Min_Stack_Size;
  const uint8_t *max_heap = (uint8_t *)stack_limit;
  uint8_t *prev_heap_end;

  /* Initialize heap end at first call */
  if (NULL == __sbrk_heap_end)
  {
    __sbrk_heap_end = &_end;
  }

  /* Protect heap from growing into the reserved MSP stack */
  if (__sbrk_heap_end + incr > max_heap)
  {
    errno = ENOMEM;
    return (void *)-1;
  }

  prev_heap_end = __sbrk_heap_end;
  __sbrk_heap_end += incr;

  return (void *)prev_heap_end;
}