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[嵌入式]STM32CubeMX实现USART串口通信

一、实验环境

硬件：stm32f103c8t6核心板
软件：STM32CubeMX 6.6.1
keil5 mdk

二、STM32CubeMX的安装

这里就不再详细介绍了，详细请参考上一篇博客：
https://blog.csdn.net/qq_55894922/article/details/127232999?spm=1001.2014.3001.5501

三、使用STM32CubeMX完成串口通信

1. 安装固件库

若点击 Manage embedded software packages 后，出现失败，则需要随便点击其它任一选项，进行下载一些文件，比如点击 file->new project ，等下载后，在进行安装固件库。

选择自己开发板的固件库，我这里是F1的
在这里插入图片描述

2.工程设置

1.点击file->new project建立工程
在这里插入图片描述
2.搜索型号，选择合适的型号进行工程建立

3.进行系统调试及基准时钟配置。点击 System Core下拉栏中的SYS。选择debug调试接口。选择 serial Wire

SW模式就选择serial Wire。JTAG模式就选择JTAG，4pin和5pin的区别多了一个复位引脚stlink调试就是SW模式，jlink调试就是JTAG模式

在这里插入图片描述
4.进行时钟RCC选项配置。点击 System Core下拉栏中的RCC。可以都选外部晶振Crystal/Ceramic Resonator,第二个LSE也可以不设置，没有影响。

BYPASS Clock Source（旁路时钟源）
Crystal/Ceramic Resonator（石英/陶瓷晶振）

在这里插入图片描述
5.进行系统具体时钟配置。点击“ Clock Configuration”选项栏进入时钟树配置界面。

选择外部时钟HSE 8MHz
PLL锁相环倍频9倍（8*9=72）
系统时钟来源选择为PLL
设置APB1分频器为 /2

在这里插入图片描述
6.设置串口。这里选择USART1。串口配置的引脚为 PA9、PA10。
第3步中设置MODE为异步通信(Asynchronous)
第4步中参数设置波特率为115200 Bits/s，传输数据长度为8 Bit，奇偶检验无，停止位1。以及下面未显示出的接收和发送都使能
在这里插入图片描述
7.设置完成后，点击Project Manager 选项，进入工程设置界面，选择 Project 选项。
注：不管工程名称还是路径都不要有中文，否则后面编译文件会出错。

Project Name：工程名称
Project Location：点击后面的"Browse"选择你想要将生成的工程保存到哪个目录里面。
Application Structure：应用程序结构
Basic：是基础的结构，一般不包含中间件（RTOS、文件系统、USB设备等）
Advanced：相反就是包含中间件，一般针对相对复杂一点的工程。
Toolchain/IDE：根据你用的编译软件进行选择使用KEIL就选择keil的对应版本。不要高于版本，其他默认。

在这里插入图片描述
8.点击Code Generator ，勾选Generated files第一个

copy all used libraries into the project folder：复制所有库文件（不管工程需要用到还是没用到）到生成的工程目录中，此做法可以使在不使用Cubemx或者电脑没有安装cubemx,依然可以按照标准库的编程习惯调用HAL库函数进行程序编写。
2.Copy only the necessary library files：只复制必要的库文件。这个相比上一个减少了很多文件。比如你没有使用CAN、SPI…等外设，就不会拷贝相关库文件到你工程下。
3.Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file ：在工具链项目配置文件中添加必要的库文件作为参考。这里没有复制HAL库文件，只添加了必要文件（如main.c）。相比上面，没有Drivers相关文件。
4.Generate peripheral initialization as a pair of’.c/.h’ files per peripheral：每个外设生成独立的.C .H文件，方便独立管理。不勾：所有初始化代码都生成在main.c 勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。如UART初始化代码生成在uart.c中。
5.Backup previously generated files when re-generating：在重新生成时备份以前生成的文件。重新生成代码时，会在相关目录中生成一个Backup文件夹，将之前源文件拷贝到其中。
6.keep user code when re-generating：重新生成代码时，保留用户代码(前提是代码写在规定的位置。也就是生成工程文件中的BEGIN和END之间。否则同样会删除。后面会根据生成的工程进行说明)
7.delete previously generated files when not re-generated：删除以前生成但现在没有选择生成的文件比如：之前生成了led.c，现在重新配置没有led.c，则会删除之前的led.c文件。(此功能根据自身要求进行取舍)

9.点击 GENERATE CODE 生成代码。然后打开工程
在这里插入图片描述

10.编译代码。编译无误
在这里插入图片描述

四、USART串口通信

1. UART函数库介绍

结构体以及函数定义均在头文件： stm32f1xx_hal_uart.h

UART结构体定义

UART_HandleTypeDef huart1;

串口发送/接收函数

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

串口发送数据：

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）。
参数：

*UART_HandleTypeDef huart：UART结构体（ huart1）
*pData：需要发送的数据
Size：发送的字节数
最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送
举例：

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"diyu", 4, 0xffff);   //串口发送4个字节数据，最大传输时间0xfff

2.代码编写

在文件 main.c中的while循环里添加代码

while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    //添加下面两行代码
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"hello windows!\r\n", 16 , 0xffff);
		 HAL_Delay(1000);  //延时1s
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

3.调试结果

注：波特率、停止位、数据位、校验位要与配置的一致
编译，将程序烧录或下载进核心板，打开串口助手查看接收到的数据。在这里插入图片描述

五、软件调试

1.点击魔法棒，设置debug。勾选Use Simulator 使用软件调试。更改 Dialog DLL 以及 Parameter

Dialog DLL 设置为 DARMSTM.DLL 和 TARMSTM.DLL
Parameter 都设置为 -pSTM32F103C8 （后面跟的是芯片型号）

在这里插入图片描述
2.点击方框内，开始调试，并打开logic analyzer窗口，进行波形分析

3.点击 Setup 选项，点击蓝色方框，输入USART1_SR,类型设置为比特流，并可以选择设置波形颜色。设置完就可以点击下方 Close 退出了
在这里插入图片描述
4.点击编译

5.查看波形

六、总结

本次实验用STM32CubeMX实现了USART串口通信，总的来说比自己写简单，这也是HAL库的便捷之处。

七、参考资料

https://blog.csdn.net/qq_45945548/article/details/120984961?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522166565631116782412574363%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=166565631116782412574363&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allfirst_rank_ecpm_v1~pc_rank_34-3-120984961-null-null.142^v56pc_rank_34_1,201^v3add_ask&utm_term=STM32CubeMX%E5%AE%9E%E7%8E%B0USART%E4%B8%B2%E5%8F%A3%E9%80%9A%E4%BF%A1&spm=1018.2226.3001.4187

https://blog.csdn.net/ybhuangfugui/article/details/94363188

https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/99073783