【NUCLEO-F412ZG试用体验】F412ZG串口通信代码框架生成分析+代码移植+通信实验实现

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本次帖子主要是对STM32CubeMX生成的串口通信框架进行分析。

一、硬件分析。

1.    对于STM32F412来说一共有USART1,USART2,USART3,USART6四个同步异步通信接口，接口引脚定义如下:

因为串口1和串口3默认已经被使用，因此本次使用串口6进行通信实验。首先打开上一次新建的STM32CubeMX的工程。使能USART6模块。如下图所示:

时钟设置上一次评测也已经详细分析过，这里不做介绍。

串口参数设置:115200波特率，8数据位，1停止位，无校验。

开启串口6全局中断。

NVIC中断向量控制器设置:设置串口6的抢占优先级和次优先级都为0.

把上次评测写好的SYStiCK延时函数添加到现有工程中来，编译之后没有错误，下面是生成的框架结构。

二、生成的代码框架分析。

1.      重要结构体说明:首先对HAL中关于串口的主要结构体变量进行说明。首先对UART_HandleTypeDef这个结构体。其中的红框中的qian2两个主要是这次初始化时的重点之处。

Instance处主要存放的是寄存器基地址参数，类似于Windows编程中的实例句柄。当定义了UART_HandleTypeDef结构体变量，并对其中的Instance赋值某一个串口之后，以后对该串口的操作都可以通过对定义的UART_HandleTypeDef结构体变量进行操作来实现。

UART_InitTypeDef结构体主要是对串口进行初始化的相关参数设置，其中就包括我们经常设置的波特率，起始位停止位之类的。

2.    框架分析。

STM32CubeMX生成的函数中重要的一个函数是  MX_USART6_UART_Init();该函数主要是对串口的参数进行设置。下面是这个函数的主要内容。

该函数中的参数设置与我们之前使用STM32CubeMX生成代码时选择的设置是一样的。这里面主要重要的是这个函数: HAL_UART_Init(&huart6);进入该函数查看，其中有这样一句话:

If中的判断语句主要是判断相关串口是否已经被初始化。如果没有被初始化就会执行if语句中的代码。

If语句中的函数HAL_UART_MspInit(huart);也是由STM32CubeMX生成的代码。如下图所示,这个函数主要是初始化与串口使用的硬件相关的GPIO口，这样写的好处是便于以后进行移植。

到此处就已经把串口相关的参数就已经初始化完成了。下面来看看中断响应函数如何对中断进行响应。

在STM32CubeMX生成的文件中，stm32f4xx_it.c文件中就定义了串口6的中断响应函数。

函数内部执行的函数  HAL_UART_IRQHandler(&huart6);主要是对发生的中断类别进行分辨，这样就确定调用哪一个中断相应函数。对于此我们比较关注的是UART_Receive_IT(huart);这个函数，用来进行中断接收响应的。

最终会执行我们自己写的HAL_UART_RxCpltCallback(huart);用来对接收中断进行处理。

3.    代码框架移植:为了提高代码的移植性，下面对整体生成的框架进行移植。代码移植之后主要添加了bsp_usart.c，bsp_usart.h文件，代码如下所示。

1. //bsp_usart.h文件内容
   
2. 
   
3. //串口初始化说明
   
4. #ifndef __USART__
   
5. #define __USART__
   
6. 
   
7. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
   
8. #include "stm32f4xx_hal.h"
   
9. 
   
10. extern UART_HandleTypeDef huart6;//存放串口6相关的参数
    
11. 
    
12. extern uint8_t rxbuf;//用于存放串口接收的数据
    
13. 
    
14. //对于想使能串口接收中断使用函数 HAL_UART_Receive_IT()即可
    
15. 
    
16. void MX_USART6_UART_Init(void);//串口6的初始化函数声明
    
17. 
    
18. #endif
    
19. 
    

复制代码

1. //bsp_usart.c文件内容
   
2. 
   
3. #include "bsp_usart.h"
   
4. 
   
5. UART_HandleTypeDef huart6;//存放串口1相关的参数
   
6. 
   
7. uint8_t rxbuf;//用于存放串口接收的数据
   
8. 
   
9. /* USART6 init function */
   
10. void MX_USART6_UART_Init(void)
    
11. {
    
12. 
    
13.   huart6.Instance = USART6;
    
14.   huart6.Init.BaudRate = 115200;
    
15.   huart6.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    
16.   huart6.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    
17.   huart6.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    
18.   huart6.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    
19.   huart6.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    
20.   huart6.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    
21.         HAL_UART_Init(&huart6);
    
22. }
    
23. 
    
24. 
    
25. //串口相关GPIO口初始化操作 该函数是弱函数不需要进行声明
    
26. void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart)
    
27. {
    
28. 
    
29.    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
30.   if(huart->Instance==USART6)
    
31.   {
    
32.   /* USER CODE BEGIN USART6_MspInit 0 */
    
33. 
    
34.   /* USER CODE END USART6_MspInit 0 */
    
35.     /* Peripheral clock enable */
    
36.     __HAL_RCC_USART6_CLK_ENABLE();
    
37.   
    
38.     /**USART6 GPIO Configuration   
    
39.     PC6     ------> USART6_TX
    
40.     PC7     ------> USART6_RX
    
41.     */
    
42.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
    
43.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
44.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
45.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    
46.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF8_USART6;
    
47.     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    
48. 
    
49.     /* Peripheral interrupt init */
    
50.     HAL_NVIC_SetPriority(USART6_IRQn, 0, 0);
    
51.     HAL_NVIC_EnableIRQ(USART6_IRQn);
    
52.   /* USER CODE BEGIN USART6_MspInit 1 */
    
53. 
    
54.   /* USER CODE END USART6_MspInit 1 */
    
55.   }
    
56. 
    
57. }
    
58. 
    
59. /**
    
60.   * 函数功能: 串口硬件反初始化配置
    
61.   * 输入参数: huart：串口句柄类型指针
    
62.   * 返 回 值: 无
    
63.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    
64.   */
    
65. void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* huart)
    
66. {
    
67. 
    
68.   if(huart->Instance==USART6)
    
69.   {
    
70.   /* USER CODE BEGIN USART6_MspDeInit 0 */
    
71. 
    
72.   /* USER CODE END USART6_MspDeInit 0 */
    
73.     /* Peripheral clock disable */
    
74.     __HAL_RCC_USART6_CLK_DISABLE();
    
75.   
    
76.     /**USART6 GPIO Configuration   
    
77.     PC6     ------> USART6_TX
    
78.     PC7     ------> USART6_RX
    
79.     */
    
80.     HAL_GPIO_DeInit(GPIOC, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);
    
81. 
    
82.     /* Peripheral interrupt DeInit*/
    
83.     HAL_NVIC_DisableIRQ(USART6_IRQn);
    
84. 
    
85.   }
    
86.   /* USER CODE BEGIN USART6_MspDeInit 1 */
    
87. 
    
88.   /* USER CODE END USART6_MspDeInit 1 */
    
89. 
    
90. }
    
91. 
    
92. //中断响应回调函数的定义
    
93. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    
94. {
    
95.         if(huart->Instance==USART6)//串口6的接收中断
    
96.         {
    
97.                 HAL_UART_Transmit(&huart6,&rxbuf,1,0);
    
98.                 HAL_UART_Receive_IT(&huart6,&rxbuf,1);
    
99.         }
    
100. }
     
101. 
     

复制代码

主函数代码:

1. int main(void)
   
2. {
   
3. 
   
4.        
   
5.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   
6.   uint8_t txbuf[50];
   
7.   /* USER CODE END 1 */
   
8. 
   
9.   /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
   
10. 
    
11.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    
12.   HAL_Init();
    
13. 
    
14.   /* Configure the system clock */
    
15.   SystemClock_Config();
    
16. 
    
17.   /* Initialize all configured peripherals */
    
18.   MX_GPIO_Init();
    
19.   MX_USART6_UART_Init();
    
20. 
    
21.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    
22.         delay_init(100);
    
23.         memcpy(txbuf,"串口中断接收返回的通信实验",100);
    
24.   HAL_UART_Transmit(&huart6,txbuf,strlen((char *)txbuf),1000);
    
25.        
    
26.        
    
27.         /* 使能接收，进入中断回调函数 */
    
28.   HAL_UART_Receive_IT(&huart6,&rxbuf,1);
    
29.   /* USER CODE END 2 */
    
30. 
    
31.   /* Infinite loop */
    
32.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
33.   while (1)
    
34.   {
    
35.                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
    
36.                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);
    
37.                 delay_ms(500);
    
38. //                HAL_Delay(200);
    
39.                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
    
40.                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET);
    
41. //                HAL_Delay(200);       
    
42.                 delay_ms(500);       
    
43.   /* USER CODE END WHILE */
    
44. 
    
45.   /* USER CODE BEGIN 3 */
    
46. 
    
47.   }
    
48.   /* USER CODE END 3 */
    
49. 
    
50. }

复制代码

三、通信实验

1.    STM32F412的硬件原理图

2.    因为串口6是直接引出来的，其中没有串口转USB接口，因此我就用手头的一块开发板做转接。硬件图如下所示:

连接关系一一对应即可。

3.    实际开发板连接图。

4.    通信测试。

开发板上电之后，串口接收到数据。跟发送的数据是一样的。

因为这个软件不是很好用，下面更换为我自己写的软件，并将端口号改为COM2。

接收情况如下:

程序能够正常运行。

四、总结

本次主要对生成的串口框架进行了分析，并将相关函数进行了移植，重新写了相关函数，下载到单片机中后能够很好的实现相应的功能。

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STM32F412_USART6.zip (13.69 MB, 下载次数: 45 )

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