今天我们学习STM32CubeMX串口的操作,以及HAL库串口的配置,我们会详细的讲解各个模块的使用和具体功能,并且基于HAL库实现Printf函数功能重定向,USART中断接收,本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解,使您可以更快速的学会各个模块的使用
例如:随着人工智能的不断发展,机器学习这门技术也越来越重要,很多人都开启了学习机器学习,本文就介绍了机器学习的基础内容。
串口通信是指外设和计算机间,通过数据信号线 、地线、控制线等,按位进行传输数据的一种通讯方式,如SPI通信、USART通信、EEPROM通信等。简单讲,串口通信实现了上位机(PC)与下位机(如STM32)之间的信息交互。
上位机(PC)通过串口调试助手等实现数据的接收和发送;
下位机(STM32)通过printf()、getchar()等函数实现字符或字符串的接收和发送。
处理器与外部设备通信有两种方式:
数据按位顺序依次传输,如8个数据位依次传输,速度慢,但占用引脚资源少。
按照数据传送方向,又分为:
单工:数据传输只支持数据在一个方向上传输。(只收不发或者只发不收,模式固定)
单双工:允许数据在两个方向上传输,但是在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输。(能发能收,但不能同时进行)
全双工:允许数据同时在两个方向上传输。(能发能收,且能同时进行)
数据各个位同时传输,如8个数据位同时传输,占用引脚资源慢,但速度快。
串行通信按通信的方式可分为:
同步通信:带时钟同步信号传输,如SPI、IIC通信等
异步通信:不带时钟同步信号,如UART(通用异步收发器)、单总线等。
UART:通用异步收发器
USART:通用同步/异步收发器(两种模式可切换)
STM32F103系列提供5路串口,包含3个 USART 和2个 UART 。
串口的引脚如下图所示:
串行通信一定要有适合的通信协议。
通信协议指通信双方之间为完成信息交互所必须遵守的一种规则和约定。比如两个人约定在何时交流、用中文还是英文交流、交流什么内容。
1.起始位
当未有数据发送时,数据线处于逻辑“1”状态;先发出一个逻辑“0”信号,表示开始传输字符。
2.数据位
紧随起始位之后,数据位表示真正要发送或接收的信息,位数一般有8位或9位
3.奇偶校验位
数据位末尾可以选择是否添加奇偶校验位,用于检测数据传输是否正确
4.停止位
代表信息传输结束的标志位,可以是1位,1.5位或2位。停止位的位数越多,数据传输的速率也越慢。
5.波特率设置
波特率表示每秒钟传输码元的个数,是衡量数据传输速率的指标,单位Baud。另外有个名词叫比特率,比特率表示每秒钟传输二进制位bit的个数,单位 bit/s。
比特(bit)就是指一位信息,当用二进制表示数据时,0是一位,1也是一位信息,它是固定不变的,一个比特就代表二进制下的一位。
通常描述码元,我们会说M进制的码元。比如八进制,我们知道八进制包含0~7共八种数据,而计算机是只识别0,1两种的,我们若是想将这八种数据发送给计算机,可以用3个比特为一组的形式来表示,即000,001,…,111共八组,因而一个八进制的码元就表示携带了3个比特,这时的比特率也就是波特率的3倍。那么,一个M进制的码元,就携带log2 M个比特。
串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤:
1)串口时钟使能 GPIO 时钟使能
2)串口复位
3)GPIO 端口模式设置
4)串口参数初始化
5)开启中断 并且初始化 NVIC(如果需要开启中断才需要这个步骤)
6)使能串口
7)编写中断处理函数
1、STM32开发板(我的是STM32F103C8T6)
2、STM32CubeMx软件、 IDE: Keil5软件
3、STM32F1xxHAL库
4、串口: 使用USART1 PA9,PA10
(1)打开STM32CubeMX,在主界面点击:ACCESS TO MCU SELECTOR:
(2)选择的单片机型号STM32F103C8T6以及点击开始工程项目:
(3)在RCC下开启高速时钟(HSE)选择外部晶振:
(4)在SYS下选择串口线
(5)选择串口USART1,设置MODE为异步通信(Asynchronous)
基础参数:波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无,停止位1 接收和发送都使能。
(6)设置NVIC使能接收中断
(7)设置项目名称,存储路径以及选择所用IDE,最后创建项目工程文件
HAL_UART_Transmit():串口发送数据,使用超时管理机制;
HAL_UART_Receive():串口接收数据,使用超时管理机制;
HAL_UART_Transmit_IT():串口中断模式发送;
HAL_UART_Receive_IT():串口中断模式接收;
HAL_UART_Transmit_DMA():串口DMA模式发送;
HAL_UART_Transmit_DMA():串口DMA模式接收;
这几个函数的参数基本都是一样的,我们选择两个在代码中用到的详细说明一下:
函数说明:
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
功能:
串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成,则不再发送,返回超时标志(HAL_TIMEOUT)。
举例:
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)ZZX, 3, 0xffff);
上述函数的意思是串口USART1发送三个字节数据,最大传输时间是0xffff
中断接收数据:
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
功能:
串口中断接收,以中断方式接收指定长度数据。大致过程是,设置数据存放位置,接收数据长度,然后使能串口接收中断。接收到数据时,会触发串口中断。再然后,串口中断函数处理,直到接收到指定长度数据,而后关闭中断,进入中断接收回调函数,不再触发接收中断。(只触发一次中断)
举例:
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&value,1);
上述函数的意思是触发中断接收一个字符,存储到value中
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart): 串口中断处理函数
HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart): 串口发送中断回调函数
HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart): 串口发送一半中断回调函数(用的较少)
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart): 串口接收中断回调函数
HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart):串口接收一半回调函数(用的较少)
HAL_UART_ErrorCallback():串口接收错误函数
选择两个在代码中用到的详细说明一下:
串口接收中断回调:
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
功能:
HAL库的中断进行完之后,并不会直接退出,而是会进入中断回调函数中,用户可以在其中设置代码, 串口中断接收完成之后,会进入该函数,该函数为空函数,用户需自行修改
举例:
HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){ //用户自定义的代码 }
串口中断处理:
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
功能:
对接收到的数据进行判断和处理 判断是发送中断还是接收中断,然后进行数据的发送和接收,在中断服务函数中使用。如果接收数据,则会进行接收中断处理函数;如果发送数据,则会进行发送中断处理函数。
HAL_UART_GetState(): 判断UART的接收是否结束,或者发送数据是否忙碌
举例:
while(HAL_UART_GetState(&huart4) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX) //检测UART发送结束
我们以USART接收与发送为例进行简单说明,首先我们需要重定向printf函数,在c语言中我们只要包含<stdio.h>的库就可以直接调用printf打印函数,但是对于单片机而言,即使包含了这个库,我们也不知道打印的输出方是谁,这时候我们就需要告诉单片机向电脑PC端打印数据,因此需要重写printf函数,将fputc和fgetc函数重写即可:
//重写fget和fput函数
#include <stdio.h>
/**
* 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
/**
* 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fgetc(FILE *f)
{
uint8_t ch = 0;
HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
在mian函数中写入重定向的printf函数:
然后在while循环中测试:
测试结果如图:
USAT1串口每隔1s打印输出一次“hello windows!”
当上位机给stm32发送一个字符“#”后,stm32暂停发送“hello windows!”;发送一个字符“*”后,stm32继续发送;
首先,我们给STM32设置一个接收中断函数 HAL_UART_Receive_IT,该函数是为了接收上位机发送的指令 order,当上位机发送指令时,触发中断,STM32以中断方式接收到命令后,不会退出中断,而是会触发中断回滚函数HAL_UART_RxCpltCallback,而中断回滚函数函数体内部是由我们用户自定义的代码,因此我们可以在此根据指令的不同进行数据发送或者停止发送。
最终main函数内容如下:
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include <String.h>
//重写fget和fput函数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
#include <stdio.h>
/**
* 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
/**
* 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明:无
*/
int fgetc(FILE *f)
{
uint8_t ch = 0;
HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
return ch;
}
char order;//指令 0:停止 1:开始
char message[]="hello windows!\n";//输出信息
char tips[]="CommandError\n";//提示1
char tips1[]="Start.....\n";//提示2
char tips2[]="Stop......\n";//提示3
int flag=0;//标志 0:停止发送 1.开始发送
void SystemClock_Config(void);
void test()
{
printf("helloworld");
HAL_Delay(1000);
}
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
//设置接受中断
// 串口中断接收,以中断方式接收指定长度数据。大致过程是,设置数据存放位置,接收数据长度,
// 然后使能串口接收中断。接收到数据时,会触发串口中断。再然后,串口中断函数处理,直到接收到指定长度数据,
// 而后关闭中断,进入中断接收回调函数,不再触发接收中断。(只触发一次中断)
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&order, 1);
//当flag为1时,每秒发送一次信息
//当flag为0时,停止
while (1)
{
if(flag==1)
{
//发送信息
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&message,,strlen(message),0xFFFF);
//延时
HAL_Delay(1000);
}
// test();
}
}
//HAL库的接收中断进行完之后,并不会直接退出,而是会进入中断回调函数中,用户可以在其中设置代码,
//串口中断接收完成之后,会进入该函数,该函数为空函数,用户需自行修改
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
//当输入的指令为0时,发送提示并改变flag
if(order=='#'){
flag=0;
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips2, strlen(tips2),0xFFFF);
}
//当输入的指令为1时,发送提示并改变flag
else if(order=='*'){
flag=1;
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips1, strlen(tips1),0xFFFF);
}
//当输入不存在指令时,发送提示并改变flag
else {
flag=0;
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips, strlen(tips),0xFFFF);
}
//重新设置中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&order, 1);
}
/**
* @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_NONE;
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_HSI;
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
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
电脑发送“*”,串口打印“hello windows!”
电脑发送“#”,串口停止发送“hello windows!”
波形图,看出发送数据周期是1s左右:
虚拟示波器看串口通信波形时,因为波特率很高,所以只能看到一个略粗的线条,要选中它,Ctrl+鼠标滚轮,zoom 不断放大,才能看见串口帧数据波形,这样才能测量出时间、波特率。
RS232串口标准和TTL电平区别
RS232是一种异步串行通信标准,定义了通信设备之间信号的电平和格式。它使用了±12V的电平来表示二进制1和0,1表示-12V至-3V,0表示+3V~+12V。
而TTL电平标准采用0-5V电平范围,0V表示二进制0,3-5V表示二进制1。
由于微控制器芯片的IO口大多采用低电平为0,高电平为1的TTL标准,无法直接与RS232标准连接。因此需要通过"USB/TTL转232"模块进行电平转换。
CH340模块内部集成了CH340G芯片,可以完成USB与UART之间的转换。它将USB标准的±5V电平转换为RS232标准的±12V电平,或直接输出3.3V TTL标准电平,实现了USB与UART的连接。
STM32串口通信程序设计
1.安装STM32CubeMX软件,选择USART1作为串口通道,设置波特率为115200bps,停止位1位,无校验。生成初始化代码。
2.在Keil中打开stm32项目,添加HAL串口驱动头文件,实现串口发送和接收函数。
3.编写主函数,初始化串口,然后进入发送循环,每次发送"hello windows!"字符串。
4.同时开启串口接收中断,在中断服务程序中判断接收字符,如果为’#‘则暂停发送,如果为’*'则恢复发送。
5.编译下载到开发板,使用串口助手软件连接PC与开发板,测试串口通信功能是否正常。
总之,通过STM32CubeMX生成串口初始化代码,利用HAL库函数实现串口通信,并通过接收中断控制发送过程,实现了基于条件的串口数据发送。
文章浏览阅读1k次。通过使用ajax方法跨域请求是浏览器所不允许的,浏览器出于安全考虑是禁止的。警告信息如下:不过jQuery对跨域问题也有解决方案,使用jsonp的方式解决,方法如下:$.ajax({ async:false, url: 'http://www.mysite.com/demo.do', // 跨域URL ty..._nginx不停的xhr
文章浏览阅读2k次。关于在 Oracle 中配置 extproc 以访问 ST_Geometry,也就是我们所说的 使用空间SQL 的方法,官方文档链接如下。http://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/latest/manage-data/gdbs-in-oracle/configure-oracle-extproc.htm其实简单总结一下,主要就分为以下几个步骤。..._extproc
文章浏览阅读1.5w次。linux下没有上面的两个函数,需要使用函数 mbstowcs和wcstombsmbstowcs将多字节编码转换为宽字节编码wcstombs将宽字节编码转换为多字节编码这两个函数,转换过程中受到系统编码类型的影响,需要通过设置来设定转换前和转换后的编码类型。通过函数setlocale进行系统编码的设置。linux下输入命名locale -a查看系统支持的编码_linux c++ gbk->utf8
文章浏览阅读750次。今天准备从生产库向测试库进行数据导入,结果在imp导入的时候遇到“ IMP-00009:导出文件异常结束” 错误,google一下,发现可能有如下原因导致imp的数据太大,没有写buffer和commit两个数据库字符集不同从低版本exp的dmp文件,向高版本imp导出的dmp文件出错传输dmp文件时,文件损坏解决办法:imp时指定..._imp-00009导出文件异常结束
文章浏览阅读143次。当下是一个大数据的时代,各个行业都离不开数据的支持。因此,网络爬虫就应运而生。网络爬虫当下最为火热的是Python,Python开发爬虫相对简单,而且功能库相当完善,力压众多开发语言。本次教程我们爬取前程无忧的招聘信息来分析Python程序员需要掌握那些编程技术。首先在谷歌浏览器打开前程无忧的首页,按F12打开浏览器的开发者工具。浏览器开发者工具是用于捕捉网站的请求信息,通过分析请求信息可以了解请..._初级python程序员能力要求
文章浏览阅读7.6k次,点赞2次,收藏6次。@Service标注的bean,类名:ABDemoService查看源码后发现,原来是经过一个特殊处理:当类的名字是以两个或以上的大写字母开头的话,bean的名字会与类名保持一致public class AnnotationBeanNameGenerator implements BeanNameGenerator { private static final String C..._@service beanname
文章浏览阅读6.9w次,点赞73次,收藏463次。1.前序创建#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>#include<iostream>#include<stack>#include<queue>using namespace std;typed_二叉树的建立
文章浏览阅读7.1k次。在Asp.net上使用Excel导出功能,如果文件名出现中文,便会以乱码视之。 解决方法: fileName = HttpUtility.UrlEncode(fileName, System.Text.Encoding.UTF8);_asp.net utf8 导出中文字符乱码
文章浏览阅读2.1k次,点赞4次,收藏23次。第一次实验 词法分析实验报告设计思想词法分析的主要任务是根据文法的词汇表以及对应约定的编码进行一定的识别,找出文件中所有的合法的单词,并给出一定的信息作为最后的结果,用于后续语法分析程序的使用;本实验针对 PL/0 语言 的文法、词汇表编写一个词法分析程序,对于每个单词根据词汇表输出: (单词种类, 单词的值) 二元对。词汇表:种别编码单词符号助记符0beginb..._对pl/0作以下修改扩充。增加单词
文章浏览阅读773次。我在使用adb.exe时遇到了麻烦.我想使用与bash相同的adb.exe shell提示符,所以我决定更改默认的bash二进制文件(当然二进制文件是交叉编译的,一切都很完美)更改bash二进制文件遵循以下顺序> adb remount> adb push bash / system / bin /> adb shell> cd / system / bin> chm..._adb shell mv 权限
文章浏览阅读6.8k次,点赞12次,收藏125次。1. 单目相机标定引言相机标定已经研究多年,标定的算法可以分为基于摄影测量的标定和自标定。其中,应用最为广泛的还是张正友标定法。这是一种简单灵活、高鲁棒性、低成本的相机标定算法。仅需要一台相机和一块平面标定板构建相机标定系统,在标定过程中,相机拍摄多个角度下(至少两个角度,推荐10~20个角度)的标定板图像(相机和标定板都可以移动),即可对相机的内外参数进行标定。下面介绍张氏标定法(以下也这么称呼)的原理。原理相机模型和单应矩阵相机标定,就是对相机的内外参数进行计算的过程,从而得到物体到图像的投影_相机-投影仪标定
文章浏览阅读2.2k次。文章目录Wayland 架构Wayland 渲染Wayland的 硬件支持简 述: 翻译一篇关于和 wayland 有关的技术文章, 其英文标题为Wayland Architecture .Wayland 架构若是想要更好的理解 Wayland 架构及其与 X (X11 or X Window System) 结构;一种很好的方法是将事件从输入设备就开始跟踪, 查看期间所有的屏幕上出现的变化。这就是我们现在对 X 的理解。 内核是从一个输入设备中获取一个事件,并通过 evdev 输入_wayland