2021年10月14日 | STM32 Uart及其配置

重要的事情要说三遍，这个通信口，非常重要！非常重要！非常重要！

Uart =  Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收器/发送器，它的特点就在于它的名字，通用，很多地方都用到；异步，它没有同步时钟；接收器/发送器：能收能发，全能小超人。

一般用在上位机(比如PC，比如中控等)与单片机的通信，单片机与模块间的通信，单片机与单片机的通信等等，主要用于两个不同设备间的通信，总之，它很通用！

它的主要特点除了它的名字之外，还要明白几个：1.一对一；2.全双工；3.传输距离不长，15m以内，长了干扰啊，还得取决于硬件设计电路；

PC如何与单片机通信呢？

PC相关的通信接口叫COM口，它有9个pin，是RS-232的电平标准，+15/+13V表示1，-15/-13V表示0；

单片机的相关通信接口叫UART口，它有4个pin，是TTL电平标准，+5V表示1，0V表示0；

这两个接口标准不一样，引脚数目不一样的通信接口，如何连接呢？

1. 电平标准不一样，需要一个电平转换芯片，MAXxxxx，所以，大家看到的，单片机跟PC机的接口连接上，有一个电路，如下图：

2. 引脚数目不一样，

Uart有四个引脚，VCC(电源)，RXD(接收)，TXD(发送)，GND(地)；

COM口有9个引脚，我们只用第2个pin（RXD）和第3个pin（TXD）就行了，其它引脚暂时不管；

需要注意的是，要把PC的RXD和板子的TXD连接起来，板子发送对PC接收，把PC的TXD和板子的RXD连接起来，PC发送对板子接收，还要记得共地，也就是把串口的铁壳子和板子的地连接起来；

具体的设计原理和细节，软件工程师不需要了解太多，知道有这么一回事就行了。

同理，单片机与单片机，单片机与模块通信，也就是把不同设备的RXD和TXD交叉连接起来。

如下图：上面的是板子上的接口，下面的是PC的接口，USB转COM口；

这两个长这样子的口，怎么连接起来呢？都是针针的，咋个连接？

这里普及一下公头和母头，

如上图，带有很多针针的，就是公头；

如下图，带有很多孔的，就是母头；

由于我用的两个都是公头，就必须要用两端都是母头的线连接起来；

如何连接？两端连接上去咯，连接后的图如下图：

好了，硬件接口讲解完毕，现在开始软件接口的配置了，

1. 找原理图，找到 RXD = PC11，TXD = PC10，这个根据原理图来，不能千篇一律；

2. 建一个STM32Cube工程，参照STM32CubeMx 创建第一个工程；

3. 在Pinout页，看一下PC11/PC10，可以设置为UART4，那就把它设置为 UART4吧，设置标示的 1）和 2）；

4. 配置完引脚，在Configuration页，点刚刚配置引脚的UART4，可以配置UART4；

讲解一个Baud Rate、Word Length、Parity、Stop Bits、Data Direction、Over Sampling的含义吧。

先来一个串口时序图，如下图：先发一个 Start bit，接下来发几位数据，再接下来发个 Stop bit，一个数据帧结束，接下来发下一帧；

Baud Rate：波特率，通信的速率，表示每秒传多少个Bits，我们设置成 115200 Bits/s，一秒钟能传115200个Bits，通信的速率越高，传输数据越快，当然，传输距离就越短，出错的可能性也越大；

Word Length：一帧数据帧的位数，一个Start Bit到一个Stop Bit，就算一帧数据，一个BYTE为8 Bit，一般设置为8；

Parity：奇偶校验位，数据位为“1”的个数，加上这个位，使得"1"的个数为偶数（偶校验）或者奇数（奇）校验，以此来校验数据的正确性，如果想用8 Bit数据和校验位，可以把上面的Word Length设置为9，奇偶校验位设置为奇或者偶；不过我们这里不使用奇偶校验位；

Stop Bits：停止位，表示数据帧结束；另外，由于是异步传输，没有专门的时钟，每个设备有不同的时钟源，可能会有一点点点小小的偏差，这个停止位还可以用来提供通信双方校正通信同步的机会；

Data Direction：这个还用说，当然选收发咯，当然，你也可以选单收或者单发，你喜欢，你愿意！

Over Sampling：对这东东，只要知道 1. 主要用来做接收采样的，8倍波特率或者16倍波特率；2. 波特率计算跟这个有关系，反正不用自个计算；3. 我们平常用的波特率都在1MBps之下，选啥没什么区别；具体就不上图了，RM0033文档满上，撸一把！

总之，通信双方，参数，一定要一致！一定要一致！！一定要一致！！！

好了，生成代码，生成的代码是这样的，有没有熟悉的感觉撒：

看下MX_UART4_Init()，是不是就是刚才配置的参数？

再次回到main()函数里面，看看while(1){}里面，是不是空空如也呀？有没有觉得，应该加点什么？

我们就做一个收到什么，就把收到的自加1，再发送出去的功能吧。

首先，声明个变量，用来存放收到的数据；

接下来，将收到的数据自加1，发送出去：

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

作用是接收/发送串口数据，

*huart：句柄

*pData：数据指针，该指针的内容就是接收/发送的数据

Size：接收/发送数据的长度，因为这里只接收一个字节，就写1，如果要接收多个数据，可以填其它数，但pData可以传入一个数组；

Timeout：时间，因为直接在循环里面轮询，就直接填0；

这两个函数在HAL库里面有实现的源码，有兴趣的话可以看看，对照着RM0033阅读代码，看看它是如何实现的，会有很大收获；

编译，运行，在PC机上用串口调试助手测试下；

串口配置一定要和MCU配置一致；

请钩上HEX发送，HEX显示；

这里是直接用轮询的方式接收串口数据，后面，我们再讲解一下用中断和DMA的方式接收串口数据并处理吧。

    整个工程及代码呢，请上百度网盘上下载咯；

    链接：https://pan.baidu.com/s/19usUcgZPX8cCRTKt_NPcfg 密码：07on

    在Code/UartTest文件夹里面；