如何用keil软件实现USART串口发送及接收数据？

本文主要讲解用keil软件实现USART串口发送及接收数据，默认读者keil环境已经配好，且头文件已正确引入，如出现编译错误以及st-link下载问题，请自行百度解决。
  串口发送和接收数据是一件看起来简单，做起来比较繁琐的事情，相信大家对代码的理解都没问题，主要是被一些硬件及软件的操作困住了。不过为了使教程更加明了，还是先讲解一下相关的代码吧！
  
一、PC发送数据到串口
一、代码部分
1.引入头文件
#include "stm32l1xx_gpio.h"
#include "stm32l1xx_rcc.h"
#include "stm32l1xx.h"
#include "stm32l1xx_usart.h"
#include "misc.h"


2.GPIO初始化
这里除了激活USART1两根管脚的复用功能，我们还激活了PA5,PA6,PA7作为七色灯的管脚，七色灯需要用杜邦线在板子上对应的接口连一下，嫌麻烦的同学可以改成激活流水灯的管脚，对于灯的操作大家应该很熟悉了，这里就不再赘述。


void GPIO_Configuration(void)
{
        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_40MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);


        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL ;
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
        GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_40MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}


3.NVIC初始化
void NVIC_Configuration(void)
{
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}


4.USART1初始化
void USART1_Configuration(void)
{
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;
        USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;
        USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
        USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
        USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
        USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;
       
        USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
        USART_Cmd(USART1,ENABLE);
        USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
}


5.main函数
int main(void)
{
        GPIO_Configuration();
        USART1_Configuration();
        NVIC_Configuration();
        while(1)
        {
        }
}


6.亮灯相关函数（用流水灯的同学可以直接激活流水灯）
不用流水灯的话，打开stm32l1xx_it.c文件，将代码写在其中




#include "stm32l1xx_gpio.h"


#define PA5 GPIOA,GPIO_Pin_5
#define PA6 GPIOA,GPIO_Pin_6
#define PA7 GPIOA,GPIO_Pin_7
void light(int i)
{
        switch(i)
        {
                case 0:GPIO_SetBits(PA5);break;
                case 1:GPIO_SetBits(PA6);break;
                default:GPIO_SetBits(PA7);break;
        }
}
void unlight(int i)
{
        switch(i)
        {
                case 0:GPIO_ResetBits(PA5);break;
                case 1:GPIO_ResetBits(PA6);break;
                default:GPIO_ResetBits(PA7);break;
        }
}
void style(int i)
{
       
        int j;
        int a[7][3]={
                1,1,1,
                1,0,0,
                0,1,0,
                0,0,1,
                1,1,0,
                1,0,1,
                0,1,1};
        for(j=0;j<3;j++)
        {
                if(a[j])
                        light(j);
                else
                        unlight(j);       
        }
}


7.中断响应函数
打开stm32l1xx_it.c文件，将代码写入其中，其中style是亮灯函数，如果用流水灯，请改变相应的判断。这里我们每个字符都能出发亮灯，只不过任意相邻的7个字符所亮的灯不一样，大家也可以改成自己喜欢的亮灯方式。




#include "stm32l1xx_usart.h"
void USART1_IRQHandler(void)
{
int buf1=0;
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
{
         buf1=USART_ReceiveData(USART1);
         style(buf1%7);
         USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
}
}


至此，代码部分已经全部完成，这个还是很简单的，大部分同学都已经独立完成，下面让我们看一看硬件连接都有哪些注意事项吧！


  二、硬件的连接

  首先，我们需要知道哪个是串口模块
  1.串口模块

  长这个样子

  
  

  2.串口与开发板连接方式

  GND接地，VCCIO接3V（也可以不接），TXD接RX，RXD接TX，这是板子上接串口的位置。

  
  

线不要连错，最好使用三四根不同颜色的杜邦线，好区分。

  
  

  3.串口、开发板与电脑连接

  串口的USB接口是要接到电脑上的，在SSCOM发送或接受数据的时候，都是通过串口的USB口发收的。当然开发板的USB也要连电脑，不然没法烧写程序。
注意串口的驱动程序PL2303_Prolific_DriverInstaller_v130需要安装，安装后可能还需要重启一下电脑。可以右击电脑开始按钮找到设备管理器，打开之后找到图示端口

  

  

双击打开，之后更新驱动程序，找到串口的驱动程序并更新。

  

  

更新可能需要重启，如果更新成功，会显示，如下界面，这时你的驱动程序就没有问题啦！

  

  

  4.七色灯连接（用流水灯不用连这个）

  将七色灯的三个短管脚连在PA5,PA6,PA7上，长管脚接地。如果有四根连在一起其中有两根线反着的杜邦线，就更方便了。

  
  

如图所示，黑线和白线是反着的。

  
  

长脚为接地管脚，接白线。
  通过查看底板原理图可以知道，底板上，GND,PA5,PA6,PA7相邻，接到对应的位置上
  
  

七色灯就接好啦！
  三、SSCOM的使用

  从keil把程序烧写到板子中，连好串口USB之后，打开SSCOM软件，配置如图，选择设备管理器中对应的串口号之后，点击打开串口。

  

  

从字符输入框发送一个字符，这时应该会有对应的灯亮，发送另一个字符会改变颜色，如图

  
  


  
  

  四、python的应用

  python可以用spyder，也可以用命令行，由于我自己用的是命令行，就讲一下命令行怎么实现吧！
  1.官网下载python环境

  https://www.python.org/ftp/python/3.8.1/python-3.8.1-amd64.exe
下载后安装。打开安装目录（注意是安装目录不是安装包下载的目录）

  
  

  2.配置环境

  右键属性，复制python.exe的路径

  

  

打开设置，查找环境

  
  

  编辑系统环境变量，找到环境变量（右下角），打开

  

  

在下面的系统变量找到PATH，双击

  

  

点右边栏的新建，将python.exe的路径粘贴过去，另外，还要添加一个pip.exe的路径，它在Scripts文件夹里。

  
  

  
  

  

添加完毕后别忘了挨个点确定。
  3.命令行操作

  开始键输入cmd，打开命令行操作界面，输入python,回车，应该出现如图提示。如果没有，请再次打开环境设置看看path中的路径是否已经添加，添加之后重新打开命令行。如果有，再退出输入pip检查一下。

  
  


  
  

  4.安装pyserial库

  输入pip install pyserial,回车等待安装，注意联网，需要等待一段时间，安装完毕会有文字提示。
  5…py文件代码

  记事本新建文件，将代码写入文件中
注意第三行的串口名称，不同的电脑可能不一样，要根据设备管理器上看到的串口的名称改一下
  import serial try:     portx='COM4'     bps=115200/2     timex=5     ser=serial.Serial(portx,bps,timeout=timex)     x=int(input('输入循环次数：'))     for i in range(0,x):         ch=input('输入一个字符:')         result=ser.write(ch.encode('gbk'))     ser.close() except Exception as e:     print('error：',e)   保存的时候，注意把文件后缀名保存为.py

  

  

  6.用命令行运行.py程序

  将.py文件保存到桌面，然后打开命令行，输入cd desktop进入到桌面，然后输入python py.py运行程序

  
  

运行结果如下

  
  

如果报错，有以下可能
  

• 串口没有插好
  
• 该端口被其他应用（如sscom）占用，需要先关掉应用之后再运行程序。
  
• 端口名称错误，需要根据设备管理器端口名称修改
  
    
  
    
  
  另附pyserial网源代码【Python的串口通信（pyserial） - _樛木 - 博客园】https://www.cnblogs.com/Zhengnengjin/p/10684960.html
  
  

  PC发送数据到串口点灯部分到此结束
  
二、串口发送数据到PC
1.查询方式发送
只需要在第一个的基础上稍作添加即可。


1.添加发送函数
void USART_SendString(uint8_t * in)
{
        for(uint8_t i=0;in!='';i++)
        {
                while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);
                USART_SendData(USART1,in);
        }
}


2.修改main函数
int main(void)
{
        unsigned char str[]="ABCDEFG";
        GPIO_Configuration();
        USART1_Configuration();
        USART_SendString(str);
       
        while(1);
}


即可


2.中断方式发送
1.修改USART初始化函数
void USART1_Configuration(void)
{
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
        USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;
        USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
        USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
        USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
        USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;
       
        USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
        USART_Cmd(USART1,ENABLE);
        USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,ENABLE);
}


2.修改主函数
int main(void)
{
        GPIO_Configuration();
        NVIC_Configuration();
        USART1_Configuration();
        while(1);
}


3.写中断服务函数
打开stm32l1xx_it.c文件，写入


uint8_t CmdBuffer[3]={'a','b','c'};
uint8_t TxIndex=0;
void USART1_IRQHandler(void)
{

if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_TXE)==SET)
{
         USART_SendData(USART1,CmdBuffer[TxIndex++]);
         if(TxIndex==0x03)
                 USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TXE,DISABLE);
}

}


3.相关操作
先打开sscom软件，打开相应串口之后，再从keil将程序烧入开发板，烧入之后立即看到sscom的屏幕上出现接收的字母。


  

  

  至此，用串口发送和接收数据就都实现啦！如果大家对具体步骤有疑问，欢迎批评指出