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【CubeIDE】STM32 HAL库史上最详细教程(一):UART串口收发

btikc 2024-10-12 11:45:20 技术文章 9 ℃ 0 评论

大家好,今天给大家介绍ART串口收发,文章末尾附有本毕业设计的论文和源码的获取方式,可进群免费领取。

文章内容:

  1. UART阻塞方式收发
  2. UART中断方式收发
  3. UART中断回调函数
  4. UART DMA方式收发
  5. printf()函数串口重定向

UART阻塞方式收发

CubeMX or CubeIDE配置

1.开启debug


2.使用外部晶振
如果你的板子上没有晶振的话,就不要开了,不然stm32跑不起来



时钟配置(根据自己板子上的晶振频率酌情设置)


注: HSE:外部高速晶振 LSE:外部低速晶振

3.设置USART1为异步模式,无硬件流控


4.设置参数


5.生成代码
快捷键:Alt+K 或者 点图中的小齿轮


我们已经完成了基本配置并生成了初始化代码

UART阻塞方式收发

接下来学习UART阻塞方式发送数据
1.编写代码
打开main.c


添加要发送的字符串


先看一下要用到的函数


可以看到,这个函数一共有四个参数,
第一个参数是要使用的串口句柄地址,比如要使用U(S)ART1,参数就设置为U(S)ART1的句柄地址&huart1
第二个参数是要发送的数据缓冲区首地址
第三个参数是发送的数据长度,这里可以直接用sizeof()函数获取发送缓冲区的长度
第四个参数是超时时间,单位是ms,如果超过设置的时间,则函数返回HAL_TIMEOUT,如果设置为HAL_MAX_DELAY,处理器就会一直等到数据发送完成再执行下一条语句。

2.使用函数
在main.c的while循环中添加代码

3.烧录运行
连接stlink/jlink到板子
连接USB/TTL到板子上,rx,tx分别接stm32板子上tx,rx
然后点图中的绿色三角 或者 按下快捷键R+R


如果一切正常的话,就会看到


然后用串口助手打开TTL的端口就可以看到

我们已经完成了UART阻塞方式发送数据

再尝试一下UART阻塞方式接受数据

1.需要学习的函数


同HAL_UART_Transmit()函数一样,这个函数也有四个参数
第一个参数是要使用的串口句柄地址,比如要使用U(S)ART1,参数就设置为U(S)ART1的句柄地址&huart1
第二个参数是接受数据的缓冲区首地址
第三个参数是接受的数据长度,这里可以直接用sizeof()函数获取接受缓冲区的长度
第四个参数是超时时间,单位是ms,如果超过设置的时间,则函数返回HAL_TIMEOUT,如果设置为HAL_MAX_DELAY,处理器就会一直等到接受到设置好的数据数量再执行下一条语句。

目标:将接受到的数据发送回主机

2.编写代码

设置好接收缓冲区

Tip:接受缓冲区长度可以大于要接受数据的长度,但是不能小于要接受的数据长度。


在while()编写业务代码

3.烧录测试
连接好TTL和stlink

快捷键R+R下载

一位16进制数正好是4bit,所以两位16进制正好是1byte(8bit)
我设置的缓冲区类型是uint8_t(8bit),长度是4
所以我要发送8位16进制数正好填满缓冲区
ps:串口助手要打开HEX发送和HEX接收

效果

串口printf()重定向

使用HAL_UART_Transmit发送字符串很不方便
可以重定向printf()函数使printf通过串口打印字符串
上代码

#include "stdio.h"

#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(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
123456789101112

编写业务代码


效果

UART中断方式收发

1.CubeMX/CubeIDE 图形化配置

使能USART1 全局中断


2.需要学习的函数

中断方式发送函数


中断方式接受函数


中断方式的收发函数只有三个参数
第一个参数时要使用的串口句柄地址
第二个参数是发送/接受缓冲区的首地址,用于存放要发送/接收的数据
第三个参数是发送/接受缓冲区长度

前三个参数和阻塞方式完全一致,为什么没有超时时间了呢?
因为中断(IT)方式配置完成寄存器之后不需要再占用CPU,会在接受完成后触发中断。

阻塞方式就好比你要拿快递,就一遍遍都前台询问快递到没到,在这期间你不能干别的,
中断方式是你告诉前台快递到了给你打电话,在这期间你是可以腾出身子来干别的事情。

由此可见,中断方式效率大于阻塞方式,极端情况下,中断方式的安全性也高于阻塞方式

接收中断回调函数


顾名思义,该函数是当中断方式串口接收触发中断(接收完成)所调用的函数

该函数的返回值为__weak,表示这个函数需要用户自己去编写,最终会执行用户所自行编写的回调函数(如果用户不编写,也会执行自带的回调函数,只不过自带的HAL_UART_RxCpltCallback()函数是空函数,所以等同于什么也没有做)

注意:用户自行编写的回调函数返回值不能为__weak。

会有同学问,有没有发送中断回调函数呢?

答案是,有的,但是直接把发送完要执行的语句写到发送语句的后面不就好了吗T^T

3.代码编写

目标:

  1. 使用HAL_UART_Receive_IT()函数接受指定数量的数据存到指定缓冲区;
  2. 编写接受回调函数,回调函数作用是当回调函数被执行后判断是否是usart1所触发的中断,如果是,就使用HAL_UART_Transmit_IT()函数给主机发送指定内容的应答数据。

动手操作:

声明一个接受缓冲区(Rxbuf)和应答数据(ACKbuf)


main()中编写业务代码


重写回调函数


4.烧录测试
快捷键R+R或者点绿色小三角烧录
效果:

DMA方式串口收发

1.什么是DMA

知识拓展链接:百度-DMA

前文说过中断方式就好比你告诉前台,等快递到了给你打电话,让你亲自来取,假设你正在做着一些重要的事情,正好来了电话让你取快递,这样一来就会耽误事。
这怎么办呢?雇个保姆不就好了吗,DMA就好比这个保姆,你告诉她在哪里取快递,她就会等快递到了之后自己帮你把快递拿回家。

2.软件配置(一定要看图啊)


3.需要学习的函数

DMA方式串口发送函数

该函数一共有三个参数
参数类型和中断类型串口发送函数一样,不再赘述

DMA方式串口接收函数

该函数一共有三个参数
参数类型和中断类型串口发送 函数一样,不再赘述

3.代码编写
任务:
使用DMA方式串口收发方式进行回环测试

声明一个缓冲区


编写业务代码


编写中断回调函数:

注意:UART一旦开启DMA之后,DMA收发中断都是强制开启的,所以DMA收发函数也可以编写回调函数。


4.烧录测试
快捷键R+R或者点绿色小三角烧录

效果:

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