今天在这里请教大家一个问题，关于STM32F407的串口通讯的问题，其实这是个很LOW的问题，但是不得不请教大家。
1.问题描述
使用的单片机是STM32F407VGT6芯片，100引脚的。串口通道到USART3，串口芯片是SP3232芯片。通讯速率是115200-8-n-1。
对单片机进行测试时，发现收发的数据出现乱码的情况，完全不能使用。
2.故障排查
（1）首先检查硬件问题。
硬件电路图如下：
该电路图按照数据手册还有原子哥的电路图进行设计的，测试各点电压：（16脚电压3.27V，2脚电压5.89V，6脚电压-5.3V，1脚与3脚之间电压2.9V，4脚与5脚之间电压5.56V）。
外部通过USB转TTL工具将单片机与PC连接起来，进行了交叉连接。
（2）检查调试工具
其中怀疑是调试工具的问题，换了3个不同厂家的USB转TTL的进行测试，显示的结果都是一样，通讯乱码。排除通信工具的问题。
（3）检查串口助手
同样换了3个串口调试助手，包括原子的串口助手，问题现象也是一样。
（4）检查通讯芯片
a.鉴于网上以及自己经验，SP2332的假货比较多，对测试的SP3232进行更换新的，在此期间更换为MAX232（将芯片的电压通过飞线更改为5V），又通过正规渠道更换为max3232，同样的结果，通讯乱码。
b.对SP3232进行回环测试，即将USART3（9脚和10脚短接），通过串口调试助手发送数据，此时发送数据正常。又将USART6（11脚和12脚）短接，发送数据也正常，说明通讯芯片是正常的。
（5）检测单片机的通讯引脚
测试方法为，将SP3232芯片去掉，将USART3的TXD和RXD直接与USB转TTL的工具的RXD和TXD连接，通过调试助手发送数据，也能正常收发数据，发送什么回复什么数据。
这时将SP3232芯片重新焊接上，通讯还是乱码，简直无法相信。
（6）检查单片机外围元器件
a.首先检查有无虚焊问题。
将单片机外围的元器件重新焊锡，补焊
b.检查电路问题，对照官方的原理图以及网上关于STM32F407VGT6芯片的原理图进行仔细核实，没有发现什么问题。
原理图如下（关于电源和晶振部分）：
c.检查晶振
晶振为8MHz，焊接并无问题，测试晶振引脚电压，分别为1.81V、1.69V。
并将晶振Y3（32.768KHz）去掉。
（7）检查程序问题
本次测试实例有两个，一个是原子哥的《实验4 串口实验》，另外一个是野火的《USART2—USART2接发》，不要见怪，实在没办法。
a.原子哥的《实验4 串口实验》
修改引脚和时钟、中断配置：
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART3->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
USART3->DR = (u8) ch;
return ch;
}
#endif
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15， 接收完成标志
//bit14， 接收到0x0d
//bit13~0， 接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0; //接收状态标记
//初始化IO 串口1
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound){
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE); //使能GPIOA时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);//使能USART1时钟
//串口1对应引脚复用映射
GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_USART3); //GPIOA9复用为USART1
GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART3); //GPIOA10复用为USART1
//USART1端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //GPIOA9与GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10
//USART1 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口1
USART_Cmd(USART3, ENABLE); //使能串口1
USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC);
#if EN_USART1_RX
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;//串口1中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
#endif
}
void USART3_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
{
u8 Res;
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
OSIntEnter();
#endif
if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
{
Res =USART_ReceiveData(USART3);//(USART1->DR); //读取接收到的数据
if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
{
if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
{
if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
}
else //还没收到0X0D
{
if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
}
}
}
}
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
OSIntExit();
#endif
}
在主函数中进行修改后：
while(1)
{
if(USART_RX_STA&0x8000)
{
len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
printf("\r\n您发送的消息为:\r\n");
for(t=0;t<len;t++)
{
USART_SendData(USART3, USART_RX_BUF[t]); //向串口1发送数据
while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
}
printf("\r\n\r\n");//插入换行
USART_RX_STA=0;
}else
{
times++;
if(times%5000==0)
{
printf("\r\nALIENTEK 探索者STM32F407开发板 串口实验\r\n");
printf("正点原子@ALIENTEK\r\n\r\n\r\n");
}
if(times%200==0)printf("52353535\r\n");
if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.
delay_ms(10);
}
}
查看时钟配置：
#if !defined (HSE_VALUE)
#define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* HSE_VALUE */
#if defined (STM32F40_41xxx)
uint32_t SystemCoreClock = 168000000;
#endif /* STM32F40_41xxx */
/************************* PLL Parameters *************************************/
#if defined(STM32F40_41xxx) || defined(STM32F427_437xx) || defined(STM32F429_439xx) || defined(STM32F401xx) || defined(STM32F469_479xx)
/* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */
#define PLL_M
仿真查看USART3的配置情况：
与数据手册进行对比查看，没有发现什么问题。
b.野火的《USART2—USART2接发》
//引脚定义
/*******************************************************/
#define RS232_USART USART3
#define RS232_USART_CLK RCC_APB1Periph_USART3
#define RS232_USART_RX_GPIO_PORT GPIOD
#define RS232_USART_RX_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOD
#define RS232_USART_RX_PIN GPIO_Pin_9
#define RS232_USART_RX_AF GPIO_AF_USART3
#define RS232_USART_RX_SOURCE GPIO_PinSource9
#define RS232_USART_TX_GPIO_PORT GPIOD
#define RS232_USART_TX_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOD
#define RS232_USART_TX_PIN GPIO_Pin_8
#define RS232_USART_TX_AF GPIO_AF_USART3
#define RS232_USART_TX_SOURCE GPIO_PinSource8
#define RS232_USART_IRQHandler USART3_IRQHandler
#define RS232_USART_IRQ USART3_IRQn
/************************************************************/
//串口波特率
#define RS232_USART_BAUDRATE 115200
/**
* @brief 配置嵌套向量中断控制器NVIC
* @param 无
* @retval 无
*/
static void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Configure one bit for preemption priority */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
/* 配置中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RS232_USART_IRQ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/**
* @brief RS232_USART GPIO 配置,工作模式配置。115200 8-N-1 ，中断接收模式
* @param 无
* @retval 无
*/
void Debug_USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd( RS232_USART_RX_GPIO_CLK|RS232_USART_TX_GPIO_CLK, ENABLE);
/* 使能 UART 时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RS232_USART_CLK, ENABLE);
/* 连接 PXx 到 USARTx_Tx*/
GPIO_PinAFConfig(RS232_USART_RX_GPIO_PORT,RS232_USART_RX_SOURCE, RS232_USART_RX_AF);
/* 连接 PXx 到 USARTx__Rx*/
GPIO_PinAFConfig(RS232_USART_TX_GPIO_PORT,RS232_USART_TX_SOURCE,RS232_USART_TX_AF);
/* 配置Tx引脚为复用功能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS232_USART_TX_PIN ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(RS232_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* 配置Rx引脚为复用功能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS232_USART_RX_PIN;
GPIO_Init(RS232_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* 配置串口RS232_USART 模式 */
USART_InitStructure.USART_BaudRate = RS232_USART_BAUDRATE;
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_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(RS232_USART, &USART_InitStructure);
NVIC_Configuration();
/*配置串口接收中断*/
USART_ITConfig(RS232_USART, USART_IT_RXNE, ENABLE);
USART_Cmd(RS232_USART, ENABLE);
}
//中断接收函数
extern uint8_t Rxflag;
extern uint8_t ucTemp;
void RS232_USART_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus( RS232_USART, USART_IT_RXNE ) != RESET)
{
Rxflag=1;
ucTemp = USART_ReceiveData( RS232_USART );
}
}
主函数：
while(1)
{
/*
接收DEBUG_USART口的数据，分析并处理
可以将此段代码封装为一个函数，在主程序其它流程调用
*/
if(Rxflag)
{
if (usRxCount < sizeof(ucaRxBuf))
{
ucaRxBuf[usRxCount++] = ucTemp;
}
else
{
usRxCount = 0;
}
/* 简单的通信协议，遇到回车换行符认为1个命令帧，可自行加其它判断实现自定义命令 */
/* 遇到换行字符，认为接收到一个命令 */
if (ucTemp == 0x0A) /* 换行字符 */
{
/*检测到有回车字符就把数据返回给上位机*/
Usart_SendStr_length( RS232_USART, ucaRxBuf, usRxCount );
//Usart_SendString();
usRxCount = 0;
}
Rxflag=0;
}
}
同样的将系统的时钟更改为8MHz，进行测试。
3.查找资料
针对网上说的各种方法，比如文件属性，只读更改为可修改；比如系统时钟的分频，将系统的总时钟更改为72Mhz测试，均以失败而告终。
4.紧急求助
实在没有办法了，希望各位看到此贴的朋友，还有哪些我还没有注意到的，希望给一点建议，非常感谢。
USB转串口线有两种，一种是TTL电平的，另一种是RS232电平的，二者电路的区别在于里面有没有一块232接口片。板载232接口片的话，必须使用内置232接口片的USB串口线。
引用: 29447945 发表于 2019-8-5 13:43 你用示波器看了SP3232的电平了吗？
这个没有看。正准备用示波器查看。首先我在软件和硬件上有什么问题吗？
如果不用SP3232，直接用USB转的串口与STM32串口互连，此时数据正确的话，说明问题出在3232上。要注意电荷泵储能电容容量，分别用0.1uF、1uF和10uF做替换测试。
引用: chunyang 发表于 2019-8-5 16:36 如果不用SP3232，直接用USB转的串口与STM32串口互连，此时数据正确的话，说明问题出在3232上。要注意电荷泵 ...
3232芯片做回环测试也没有问题呢！我把电容换一下试试
引用: annysky2012 发表于 2019-8-6 11:49 3232芯片做回环测试也没有问题呢！我把电容换一下试试
断开MCU与232接口片的连接，短接232接口片的TTL侧收发引脚，然后用PC的RS232接口测试，波特率设置与MCU相同，数据无误才能判定232接口片没问题。
如果单独测试MCU和232接口片都没问题，但MCU与接口片整体却有问题，要么是收发接反了，要么是电平不兼容。另外注意，有些USB转的串口存在兼容性问题，最好基于原生RS232串口测试。
引用: chunyang 发表于 2019-8-6 12:07 断开MCU与232接口片的连接，短接232接口片的TTL侧收发引脚，然后用PC的RS232接口测试，波特率设置与MCU相 ...
关于第一个问题，我是把232收发侧短接，测试，波特率设置的与MCU一样，收发数据么有问题。
关于第二个问题，我对照数据手册，把引脚检查了很多次，收发接线也没有问题。是不是电平不兼容的问题，这个怎么才能确定呢？
引用: annysky2012 发表于 2019-8-6 14:32 关于第一个问题，我是把232收发侧短接，测试，波特率设置的与MCU一样，收发数据么有问题。 关于第二个 ...
SP3232按理是3V TTL接口标准，若STM32是3V或3.3V供电，电平应兼容。如要检验，用示波器看。
引用: chunyang 发表于 2019-8-6 15:11 SP3232按理是3V TTL接口标准，若STM32是3V或3.3V供电，电平应兼容。如要检验，用示波器看。
突然之间我想明白啦，开发板的电路没有问题，我设计的电路也没有问题。关键问题是，单片机接SP3232后，转化成了232电平，而我使用的工具是USB转TTL的（PL2303）测试工具，所以测试测试都是乱码。说白了电平不兼容。晚上我继续测试看看，如果通讯成功，那真是血的教训。
引用: annysky2012 发表于 2019-8-8 13:28 突然之间我想明白啦，开发板的电路没有问题，我设计的电路也没有问题。关键问题是，单片机接SP3232后，转 ...
晕，这个错误可是非常低级的，而且232电平加到TTL器件上，大大超出了器件IO可以承受的范围，电源调节器不能吸收掉的话，有可能摧毁器件。
引用: chunyang 发表于 2019-8-8 17:36 晕，这个错误可是非常低级的，而且232电平加到TTL器件上，大大超出了器件IO可以承受的范围，电源调节器不 ...
问题已经解决，还真是这个问题。只怪自己没有把各个电平关系看清楚，折腾十几天。谢谢帮忙解决
来自 11楼
京公网安备 11010802033920号
