【STM32L476RG】第二节——USART的基本使用和printf的使用

Zhao_kar

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STM32L476RG第二节——USART的基本使用和printf的使用

开头闲聊：上一节做了一个简单的开箱测评+环境搭建+点灯的报告，然后后续稍微鼓捣了一下，现在进度已经到了oled屏幕点亮，以及usart屏幕点亮，还有hc05的使用，mpu6050的基本驱动，然后我这边因为比较懒得写报告，然后就一直拖到了现在，然后国庆稍微有点时间了，就先从usart的基本使用来写一下，然后后续更新的下一篇是usart的串口屏使用，然后是hc05的驱动，再到oled的显示，最后是mpu6050的数据获取和驱动，这里预告一下内容和进度，后续总体再在最终的项目总报告里面详解。

然后不多废话，先来讲讲串口的基本使用。

一、串口基本概念

1、首先讲一些都要知道的东西，串口这个是一个统称，包含了很多东西，严格来讲这一部分的叫做USART串口通信，说白了就是一种通信接口，都是通信了，自然就是用于在STM32单片机和其他外部设备（比如传感器、显示屏、其他微控制器等）之间进行串行通信。像串口屏，HC05都是串口通信的。

2、简单来说，USART串口是一种用于在两个设备之间传输数据的通信协议，其中数据按照一定的时钟和数据位传输，可以是同步传输（有时钟信号）或异步传输（没有时钟信号）。USART串口通常用于调试、数据传输、设备控制等各种应用。

3、USART串口的一些关键特性包括：

全双工通信： USART串口允许同时发送和接收数据，这意味着可以进行双向通信。

多种传输速率： 可以配置不同的波特率，以控制数据传输速率。

数据格式： 可以配置数据位数、停止位数和校验位以满足不同的通信需求。

多种模式： USART支持异步模式和同步模式，可以根据需要选择合适的模式。

中断和DMA： 可以配置USART串口以生成中断或使用DMA（直接存储器访问）来传输数据，以提高通信效率。

4、USART串口通常用于连接STM32单片机与其他外部设备，以便将数据发送到外部设备或从外部设备接收数据。这种通信可以用于调试、传感器数据采集、与其他微控制器通信等各种应用中。

5、在STM32单片机中，USART串口通常包括多个USART通道，可以选择适合你的应用的通道，并配置其参数以满足通信需求。USART通道是STM32的重要外设，可以通过HAL库或底层驱动程序进行配置和使用。

6、这些都是一些简单描述，想深度了解建议自己查查，包括串口的校验位和时序的内容，这里不多说。

二、HAL库里面的串口函数的解析

1、HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)aRxBuffer, sizeof(aRxBuffer),0xFFFF);

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)aRxBuffer, sizeof(aRxBuffer),0xFFFF);

我这里先把后面要用的函数先拿出来，在stm32的hal库里面，串口就是这么用的，分析这个函数，第一个是指向对应的串口，这里配置的串口1，所以是huart1，然后第二个是数据类型+要发送的数据，比如这一个部分是发送数组arxbuffer，然后sizeof里面就是这个数组的数据长度，至于最后一个其实就是发送操作的超时时间，以毫秒为单位。其中0XFFFF表示无限等待，即发送操作会一直等待直到完成。

2、HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&data1,1,0xFFFF);

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&data1,1,0xFFFF);

这个跟上面那个函数一样的，不一样的地方只是数据长度，这里直接是个1，说明1个字节长度，一个道理。

3、这个实验里面用不到的，但是做串口通信的基本用的上：HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);

这个是接收的函数，就比如外部设备的数据通过串口发送给单片机接收，比如手机的蓝牙和一个蓝牙模块HC05蓝牙连接，然后把数据发送给HC05，然后hc05把数据发送给单片机，那么就需要接收。然后补个tips：在主函数里，不要放在while(1)里，自己会不断触发的，一般放在中断回调函数里面。

三、实操1——usart基本使用

1、先说明做什么，这一次先使用单片机的usart，像ch340模块发送数据，然后使用电脑的调试助手接收数据。

2、具体操作顺序如下：

• cubemx配置时钟和下载口，配置usart参数
• keil编写代码
• 连接ch340模块
• 打开调试软件并接收数据

操作：

1、cubemx配置

串口配置

时钟树配置

高速时钟

stlink下载

keil

文件配置

 

PS：我的照片顺序乱了，一般是RCC到SYS到USART到TIMETREE到后面。

2、keil的代码设置

先在开头做变量的赋值和定义

uint8_t data1=0xAB;
uint8_t data2=6;
uint8_t aRxBuffer[]=" hello\r\n";

 

这里先不管那个中文的，就看三个数据。

3、直接在主函数里面调用前面提到的库函数

  /* USER CODE BEGIN 2 */
    //函数里面的uart1是把内容发送到外设串口1
    //其中data1前面的是指向变量的指针，用于发送data的内容
    //第三个1是数据长度，这里是1个字节
    //第四个是发送操作时间，等待时间最大值，即不会超时
    //发送数组的同理，只不过使用sizeof把数组的数据长度包含进去了
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&data1,1,0xFFFF);
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&data2,1,0xFFFF);
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)aRxBuffer, sizeof(aRxBuffer),0xFFFF);
  /* USER CODE END 2 */

然后编译烧录代码，打开串口调试助手，这里用的VOFA+。

可以看到如下的内容，首先是data1定义的AB，然后是data2定义的06，最后是数组，但是这里使用16进制，所以没有看到hello。

解释：为什么是20 68 ... 0D 0A 00

• 'h' 的ASCII码是 104，16进制表示为 0x68。
• 'e' 的ASCII码是 101，16进制表示为 0x65。
• 'l' 的ASCII码是 108，16进制表示为 0x6C。
• 'l' 的ASCII码是 108，16进制表示为 0x6C。
• 'o' 的ASCII码是 111，16进制表示为 0x6F。
• 去看我前面的内容，数组前面有个空格，所以有20，后面两个\r\n,然后字符串有个0很正常吧，所以是这样的，只要把串口助手的接收改一下就行了，如下

然后你就可以正常的看到hello了。

基本的USART的发送就成功了，这里没扔进循环，扔进循环的话会有些其他的要考虑的东西，比如发送速率和上下文问题： 如果你将HAL_UART_Transmit放在一个while循环内，发送数据的速率可能会更快，因为它会在循环中不断发送数据。这可能导致接收端（串口调试助手）在处理来自串口的大量数据时出现问题。所以，大部分情况下都是使用printf+ch340进行调试。

下面为printf的使用。

四、实操2——usart基本使用+printf

1、基本上cubemx和keil都没什么变化，这里直接照着原工程进行编写，我们需要注意的只有一个东西是keil的usb勾选，如图

2、然后就是代码部分了，这里我们需要打开usart.c的文件，在最下面的begin里面添加如下内容：

#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

然后主函数里面也别忘记了这个

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

3、接下来就是printf的使用

这里我只是使用了一个中文的

const char *chineseString = "你好，世界！";

然后在while的里面加这个

		HAL_Delay(1000);
		printf("%s\n", chineseString);
		printf("test2");

这样子就可以正常使用printf了

这里解释一下，直接使用printf打印字符是不可以中文的所以换了一个方式去实现

同时备注一下，调试助手需要utf8，不然你可能看到的中文是乱码或者不正常哦。

结果如下图

五、最后补充

最后补充一下，那个前面的串口配置那里，串口调试助手要同步哦，比如波特率，还有校验位这些东西，这些理论我就不解释了，搜一下就知道了，比如我的配置是

vofa里面对应的就是这个

 

总结一下，本期是usart的基本使用，下一期就是串口屏的测试，下下期就是HC05，下下下期就是oled，下下下下期是mpu6050的简单驱动（前段时间有些事，做了一直没时间写报告）