STM32串口通信入门！附通信编程示例

串行通信与并行通信

设备之间的通信方式可以分为串行通信和并行通信，这两种通信方式各有优缺点。串行通信是将数据按位顺序传输，这样做的优势是占用的引脚资源少，对于引脚资源紧张的MCU来大有益处，但是由于每次只能传输一个数据，造成了传输速度较慢的劣势（相对并行传输）。并行通信就是数据的各个位同时传输，优点是数据传输快，缺点是占用引脚资源较多。
 

 

串行通信按照传输方向又分为单工、半双工和全双工。单工可以理解为只能向着一个方向传输数据，半双工就是可以双向传输，但每次只能有一个传输方向，全双工就是既可以双向传输，它又可以同时有两个传输方向。按照通信方式又可以分为同步通信和异步通信；同步通信需要时钟线（用作时钟信号的同步）的参与，例如SPI和IIC通信接口，而异步通信就是不带时钟线的，例如UART和one-wire。

 

STM32提供了UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）和USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步异步收发器）两种串口通信接口，用于实现与其他设备之间的数据交换。本文将介绍STM32串口通信的基础知识，帮助读者理解和掌握其基本原理和配置方法。

 

STM32串口通信

STM32的串口通信模块主要包括UART和USART两种接口。

 

UART是一种异步通信协议，它使用起始位、数据位、校验位和停止位来定义一个字符的传输格式。USART则是一种同步/异步通信协议，它支持全双工通信，并具备更高的数据传输速率和更好的抗干扰能力。

 

在常见的STM32F103C8T6中，根据芯片手册可以得知该型号具备3个USART，但也可以作为UART使用。UART引脚TXD为数据输出引脚，RXD为数据输入引脚，两个设备之间的UART连接为TXD和RXD交叉连接，也需要将GND连接在一起。在需要将UART设备连接其他通信接口设备连接时，则需要电平转换芯片，例如CH340（USB转TTL）、MAX485（UART转485）等。

 

STM32串口通信参数配置

在进行STM32串口通信之前，需要对串口通信参数进行配置。这些参数包括波特率、数据位、停止位、校验位等。其中，波特率表示每秒钟传输的bit，在STM32F103系列中，最高可达4.5Mbps；数据位表示每个字符的数据长度（8位或者9位），停止位用于表示字符的结束（1bit或者2bit），校验位用于检查数据传输的正确性（无校验、奇校验或者偶校验）。在STM32中，这些参数可以通过配置相应的寄存器来实现。例如，通过配置USART_BRR寄存器可以设置波特率，通过配置USART_CR1和USART_CR2寄存器可以设置数据位、停止位和校验位等参数。

 

STM32串口通信编程实现

在进行STM32串口通信编程时，需要使用HAL库或标准外设库等提供的API函数来配置串口通信参数和发送/接收数据。以下是一个简单的串口通信编程示例：

初始化串口通信参数：使用HAL库或标准外设库提供的函数配置串口通信参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等。

发送数据：使用HAL库或标准外设库提供的发送函数将数据写入串口发送缓冲区，然后等待数据发送完成。在发送数据时，需要注意数据的长度和格式，以确保数据的正确传输。

接收数据：使用HAL库或标准外设库提供的接收函数从串口接收缓冲区读取数据。在接收数据时，需要判断接收缓冲区是否有数据可读，并读取相应的数据长度和格式。

错误处理：在串口通信过程中，可能会出现各种错误情况，如发送超时、接收溢出等。在编程时，需要添加相应的错误处理代码，以处理这些异常情况。

 

STM32串口通信编程示例

以HAL库，基于STM32CubeMX配置软件，示例一个简单的STM32串口例程。

1.创建CUBE工程：File->New Projiect

 

2.型号选择

 

3.时钟RCC配置和SYS配置

 

4.UART参数配置

 

5.时钟树配置

 

6.工程管理

 

7.程序修改

Main函数修改如下：

 

int main(void){
 /* USER CODE BEGIN 1 */ uint8_t testbuf[] = {"stm32 uart\r\n"};  /* USER CODE END 1 */
   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */  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 */  HAL_UART_Transmit(&huart1,testbuf,sizeof(testbuf),0xFFFF);  HAL_Delay(1000);  }  /* USER CODE END 3 */}

编译并下载至MCU，使用串口调试助手，即可看到MCU在输出testbuf内的内容。
 

 

结论

STM32串口通信是嵌入式系统开发中不可或缺的一部分。通过掌握STM32串口通信的基础知识和编程实现方法，可以更加高效地进行嵌入式系统开发。