如何通过STM32CubMx配置的USART与上位机通信？

前节回顾

上节主要介绍了按键控制LED灯的实现，这节在上一小节的基础上，学习如何通过STM32CubMx配置的USART与上位机通信。
主要内容介绍

做单片机最重要的一部分就是实现通信功能，具体内容可参考串口详解部分内容。这里主要讲述工程实现。串口通信方式分为两大类，第一类为同步通信方式（如IIC,SPI通信方式）第二类为异步通信方式（如本节介绍到的USART），两者之间的本质区别是同步通信需要时钟，而异步通信不需要时钟。这里用USART完成本次实验。
工程配置

按照惯例，首先打开STM32CubMx进行工程配置操作，在目录中的Connectivity选择USART1，使能异步通信方式，上文讲述了USART为第二种通信方式，没有用到时钟，所以我们还需要配置通信的基本特性：如波特率、字长、奇偶校验位、停止位等，这里我们选择默认设置。




因为实验中用到了串口中断，所以也需要使能串口1的中断。





系统设置与原理图对照

我们打开正点原子F4参考原理图，也可以看到串口通信引脚配置在PA9,PA10与CubMx引脚配置一致。










配置完毕后，生成文件。

系统代码编写
使能接收中断函数
在hal_uart.h中找到HAL_UART_Receive_IT函数并且在 main.c函数的while(1)中添加串口中断启动函数 ,启动串口接收中断，使得单片机能一直接收到发送的数据。


/* USER CODE BEGIN 2 */
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Buffer,1);
        //Buffer是在main函数中定义的，1表示传入数据的字节大小
  /* USER CODE END 2 */


在 main.c中添加如下函数，实现串口的标题显示，传入的buffer为之定义


uint8_t buffer[] = "---欢迎来到STM32F407的乐园---rn";


HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,buffer,sizeof(buffer));


配置回调函数
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配置回调函数

在 stm32f4xx__it.c中可以找到串口1的中断函数，





右击go to Definition 追溯到这个函数的根源，因为使能了串口中断，所以要找到接受完成的回调函数，并且在主函数中对它进行重写，这是一个虚函数，如果不进行重写，默认执行这个带有__weak的虚函数。




我们在回调函数中插入如下代码

uint8_t buffer[] = "---欢迎来到STM32F407的乐园---rn";
uint8_t str1[] = "系统开始，LED灯点亮rn";
uint8_t str2[] = "系统宕机，LED灯熄灭rn";
uint8_t Rx_dat = 0;
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)//串口回调函数
{
        if(huart->Instance == USART1)//判断实例是否是串口1触发的
                                                                        //如果仅仅使用了一个串口也可以不需要判断
        {
                if(Rx_dat == 0x01)//接收到的数据是否为1
                {
                        HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_RESET);
                        //给LED灯写入一个低电平，点亮LED灯
                        HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,str1,sizeof(str1));
                        //将字符串1发送到上位机
                        //第一个参数为串口1的地址，第二个参数为发送的字符串，第三个参数为传送的字符串大小
                }
                else if(Rx_dat == 0x02)//接收到的数据是否为2
                {
                        HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_SET);
                        //给LED灯写入一个高电平，熄灭LED灯
                        HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,str2,sizeof(str2));
                        //将字符串2发送到上位机，第一个参数为串口1的地址
                        //第二个参数为发送的字符串，第三个参数为传送的字符串大小
                }
        }
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1);
另一种方式

也可以不使用中断方式来实现所发送和接收的功能，这种方式称之为查询。
将HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,str1,sizeof(str1));替换成如下代码

// 参数1是串口1的地址，参数2是传入的字符。参数3是传入的字符大小，参数4是超时时间，超出这个时间就不传送了
HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str1),10000);
下载验证

把配置好的工程下载到开发板上，打开串口调试助手，复位单片机。起初看到的现象是欢迎字样。




在发送窗口输入“1”时，向上位机发送信息，并且打印在界面上，另外，LED灯点亮。









在发送窗口输入“2”时，向上位机发送信息，并且打印在界面上，另外，LED灯熄灭。





符合实验预期现象，实验完毕。
结语

本次例程主要讲述了串口通信的实际操作，通过上位机发送数据给单片机，单片机也可以发送信息给上位机，不需要对人工对硬件进行操作，就能实现LED灯亮灭。成功实现了一种在线控制操作，用软件能控制硬件，能实现下位机与上位机可以互相发送信息。