USART基础实验

最新推荐文章于 2025-02-09 16:30:15 发布

意大利的E

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文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_52112285/article/details/127332077

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本文详细介绍了如何使用STM32F103C8T6单片机通过USART进行串口通讯，并配合LED灯实现周期性闪烁。通过Keil软件仿真和逻辑分析器，一步步进行电路连接、烧录、程序调试，包括波特率设置和字符发送，适合初学者理解串口通信原理和实践操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

先说下流水灯实验

理论的部分以及相关代码我其实已在上篇blog展示了，这里重点聊下电路的连接、烧录运行程序以及相应的仿真模拟
STM32F103C8T6单片机先在电路板上安装牢固
USB转TTL线连接电脑，3.3v接3.3v,RXD接A9,TXD接A10，GND接GND。
各个输出引脚要接到LED灯旁，3.3v接LED高电位一侧
烧录时设置boot0=1，断电设置boot0=0重新运行
接线图：
在这里插入图片描述

LED实现效果：

VID_20221014_155606

在Keil下用软件仿真运行上面代码，并用虚拟逻辑分析仪观察对应管脚上的输出波形（高低电平转换），看是否是1秒的周期
我们需要配置下debug选项
在这里插入图片描述

在逻辑分析仪里面输入相应的引脚，例如GPIOA-5就是PORTA.5
在这里插入图片描述

点击运行后效果如下：
在这里插入图片描述

可以看到确实发生了周期为1的波形变化
完成一个STM32的USART串口通讯程序（查询方式即可，暂不要求采用中断方式），要求：

STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”。win10采用“串口助手”工具接收。

使用USART,一个非常BASIC的实验

在没有示波器条件下，可以使用Keil的软件仿真逻辑分析仪功能观察管脚的时序波形，更方便动态跟踪调试和定位代码故障点。请用此功能观察第1题中3个GPIO端口的输出波形，和第2题中串口输出波形，并分析时序状态正确与否，高低电平转换周期（LED闪烁周期）实际为多少。
USART-通用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能（时钟同步），只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是 UART。
同步还是异步就看发送方和接收方的时钟频率是否一致：同步通信要求接收端和发送端的时钟信号频率一致，其发送端发送连续的比特流。异步通信以字符为单位进行传输，接收端和发送端的时钟频率不要求同步，字符之间没有固定的时间间隔要求，但接收端必须时刻做好接收的准备。
波特率指的是串口通信的速率，也就是串口通信时每秒钟可以传输的数据位数（多少个二进制位 / 秒），譬如，每秒钟可以传输9600个二进制位（传输一个二进制位需要的时间是1/9600秒，也就是104us），波特率就是9600。
串口通信一般是以帧格式传输数据，即一帧一帧传输，每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息，可能还有校验信息。 USART满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求，并且使用了小数波特率发生器，可以提供多种波特率，使得它的应用更加广泛。
先创建HAL工程，注意一定要在CubeMX创建工程时配置好USART相应的引脚:
在这里插入图片描述
如果要使用printf函数输出数据到串口，printf函数默认是输出到屏幕（标准输出流—stdout），所以要重定把输出流改成USART1串口1
创建好工程后在相应的main函数中添加以下代码：


		char data[]="hello windows!\n";
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);				
		HAL_Delay(100);		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(900);

main.c整体代码应该是这个样子：


#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"



/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
 
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

		char data[]="hello windows!\n";
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);				
		HAL_Delay(100);		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(900);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL2;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */