UARTUSART串口通信二:实验

    技术2025-12-27  12

    三大实验

    前言1.单片机给上位机发送数据,上位机打印出来数据1.1 硬件设计1.2 软件设计 2.电脑上位机给单片机发数据,单片机接收到数据之后立马发回给电脑,并打印出来2.1 硬件设计2.2 软件设计 3.电脑给单片机发命令,用于控制开发板上的RGB灯。3.1 硬件设计3.2 软件设计 总结:库函数开发STM外设的一般原理

    前言

    理论部分完了,接下来就是实验。 有下面三个实验 电脑使用到了串口调试助手。网上可以搞到很多。

    1.单片机给上位机发送数据,上位机打印出来数据

    1.1 硬件设计

    为利用 USART 实现开发板与电脑通信,需要用到一个 USB 转 USART 的 IC,我们选择 CH340G 芯片来实现这个功能, CH340G 是一个 USB 总线的转接芯片,实现 USB 转USART、 USB 转 lrDA 红外或者 USB 转打印机接口,我们使用其 USB 转 USART 功能。

    将 CH340G 的 TXD 引脚与 USART1 的 RX 引脚连接, CH340G 的 RXD 引脚与USART1 的 TX 引脚连接。 CH340G 芯片集成在开发板上,其地线(GND)已与控制器的GND 连通。\使用时电脑上记得安装CH340驱动

    1.2 软件设计

    编程要点: 1-初始化串口需要用到的GPIO 2-初始化串口,USART_InitTypeDef 3-使能串口 4-编写发送和接收函数 5-编写中断服务函数

    //1-初始化串口需要用到的GPIO void GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 打开串口 GPIO 的时钟 USART_GPIO_APBxClkCmd(USART_GPIO_CLK, ENABLE); // 将 USART Tx 的 GPIO 配置为推挽复用模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART_TX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 将 USART Rx 的 GPIO 配置为浮空输入模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USART_RX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); } //2-初始化串口,USART_InitTypeDef void USART_Config(void) { USART_InitTypeDef USART_InitStructure; // 打开串口外设的时钟 USART_APBxClkCmd(USART_CLK, ENABLE); // 配置串口的工作参数 // 配置波特率 USART_InitStructure.USART_BaudRate = USART_BAUDRATE; // 配置 针数据字长 8位 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 配置停止位 1位 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 配置校验位 没有 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; // 配置硬件流控制 没有 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 配置工作模式,收发一起 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 完成串口的初始化配置 USART_Init(USARTx, &USART_InitStructure); // 使能串口接收中断 USART_ITConfig(USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能串口 USART_Cmd(USARTx, ENABLE); } //初始化 void USART_Configuration(void) { GPIO_Config(); USART_Config(); //NVIC_Configuration(); }

    下面有一些发送数据的函数

    /* 发送一个字节 */ void Usart_SendByte(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t data) { USART_SendData(pUSARTx, data); while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET ); } /* 发送两个字节的数据 */ void Usart_SendHalfWord(USART_TypeDef* pUSARTx, uint16_t data) { uint8_t temp_h,temp_l; temp_h = (data&0xff00) >> 8 ; temp_l = data&0xff; USART_SendData(pUSARTx, temp_h); while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET ); USART_SendData(pUSARTx, temp_l); while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET ); } /* 发送8位数据的数组 */ void Usart_SendArray(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t *array,uint8_t num) { uint8_t i; for( i=0; i<num; i++ ) { Usart_SendByte(pUSARTx, array[i]); } while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TC) == RESET ); } /* 发送字符串 */ void Usart_SendStr(USART_TypeDef* pUSARTx, uint8_t *str) { uint8_t i=0; do { Usart_SendByte(pUSARTx, *(str+i)); i++; }while(*(str+i) != '\0'); while( USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TC) == RESET ); } ///重定向c库函数printf到串口,重定向后可使用printf函数 int fputc(int ch, FILE *f) { /* 发送一个字节数据到串口 */ USART_SendData(USARTx, (uint8_t) ch); /* 等待发送完毕 */ while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); return (ch); } ///重定向c库函数scanf到串口,重写向后可使用scanf、getchar等函数 int fgetc(FILE *f) { /* 等待串口输入数据 */ while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET); return (int)USART_ReceiveData(USARTx); }

    main.c

    #include "stm32f10x.h" // 相当于51单片机中的 #include <reg51.h> #include "bsp_usart.h" int main(void) { USART_Configuration(); // 来到这里的时候,系统的时钟已经被配置成72M。 //uint8_t a[10]={100,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; // Usart_SendByte(DEBUG_USARTx,'A'); // Usart_SendHalfWord(DEBUG_USARTx, 0xff56); // // Usart_SendArray(DEBUG_USARTx, a,10); // Usart_SendStr(DEBUG_USARTx, "欢迎使用秉火STM32F103开发板 \n"); printf("串口printf函数测试/n"); while (1) { } }

    2.电脑上位机给单片机发数据,单片机接收到数据之后立马发回给电脑,并打印出来

    2.1 硬件设计

    与实验一的硬件设计相同

    2.2 软件设计

    相比较实验一多了中断初始化和中断服务程序 编程要点: 1-初始化串口需要用到的GPIO 2-初始化串口,USART_InitTypeDef 3-中断配置(接收中断,中断优先级) 4-使能串口 5-编写发送和接收函数 6-编写中断服务函数

    //3-中断配置(接收中断,中断优先级) static void NVIC_Configuration(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 嵌套向量中i断控制器组选择 */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /* 配置USART为中断源 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART_IRQ; /* 抢断优先级*/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /* 子优先级 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /* 使能中断 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /* 初始化配置NVIC */ NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }

    中断服务函数:

    void DEBUG_USART_IRQHandler(void) { uint8_t ucTemp; if (USART_GetITStatus(USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET) { ucTemp = USART_ReceiveData( USARTx ); USART_SendData(USARTx,ucTemp); } }

    3.电脑给单片机发命令,用于控制开发板上的RGB灯。

    3.1 硬件设计

    由于要控制一个RGB灯,会添加一个灯的硬件设计

    3.2 软件设计

    在前两个程序里加了一段:

    #include "stm32f10x.h" // 相当于51单片机中的 #include <reg51.h> #include "bsp_usart.h" #include "bsp_led.h" int main(void) { uint8_t ch; USART_Configuration(); LED_GPIO_Config(); printf( "这是一个串口控制RGB灯的程序\n" ); printf( "传送R:红灯亮\n" ); printf( "传送G:绿灯亮\n" ); printf( "传送B:红灯亮\n" ); printf( "传送Y:黄灯亮\n" ); printf( "传送P:紫灯亮\n" ); printf( "传送C:青灯亮\n" ); printf( "传送W:白灯亮\n" ); printf( "---------------------------- \n" ); while (1) { ch = getchar(); printf( "传送 = %c\n",ch ); switch(ch) { case 'R': LED_RED; break; case 'G': LED_GREEN; break; case 'B': LED_BLUE; break; case 'Y':LED_YELLOW; break; case 'P':LED_PURPLE; break; case 'C':LED_CYAN; break; case 'W':LED_WHITE; break; default: LED_RGBOFF; break; } } }

    总结:库函数开发STM外设的一般原理

    一般步骤:

    Processed: 0.019, SQL: 9