用STM32F103RCT6的普通IO口模拟串口的实验

使用了STM32CubeMX及Keil （HAL库）
材料：stm32开发板、USB转TTL？CH340模块、杜邦线、st-link

实验原理：

模拟了异步半双工通信

波特率可变

起始位：1
数据位：8
停止位：1
（1个数据10位）
无校验位

传输一个字符的时候先发送1位起始位，然后是8位数据位（从低位到高位），最后是一位停止位

用1个普通的GPIO口输出（模拟TXD），模拟了以上发送的高低电平，采用定时器延时（一个位对应的电平的持续时间为1000000/波特率 μs）
用1个普通的GPIO口中断输入（模拟RXD），模拟了接收，下降沿触发中断，采用定时器延时，大概在数据位中央采集1次电平数据

实验设计：
使用了PA1作TXD,PA2作RXD，然后连到CH340模块再连到电脑
TIM2延时

实验过程：

测试使用9600的波特率

一开始只实现了初始时发送“hello”，以及环回测试的2位数据正确收发。。。

推断PA1发送功能应该成功了（然而经过逻辑分析仪检测PA1发送的一个位的延时达到106us左右，正常情况应该是104us），PA2接受功能有bug，一次只能正确接受2位数据，后面收到的都是错误的字符，推测是延时上时间误差的问题，而且会自增像空格一样的字符（经过逻辑分析仪的检测其实是ascii码为255的字符，多次测试发现应该是接受完所有字符后又触发了中断，然而后面都是高电平，所以就收到了这个字符）。。。

错误的结果：

然后根据推测改代码，把接收数据中的延时时间改小，忽略掉ascii码为255的字符（简单粗暴的方法。。。）

正确的结果：

STM32CubeMX中的主要设置：

主要代码（以下只有USER CODE BEGIN里的代码）：

/* USER CODE BEGIN Includes */

#include

/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

uint32_t baudrate=9600;  //设置波特率，比如9600bps

uint8_t message[20]; //收到的字符存放的字符数组

uint8_t length=0; //收到的字符数

uint8_t welcome[]='hello'; //要发送的一个初始信息

uint32_t bit_time;

/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void delay_us(uint32_t counter);

void transmitChar(uint8_t ch);

uint8_t receiveChar(void);

void transmitString(uint8_t a[]);

/* USER CODE END PFP */

  /* USER CODE BEGIN 1 */

bit_time=1000000/baudrate; //一个位的时间,单位us

  /* USER CODE END 1 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */

transmitString(welcome); //发送初始信息

  /* USER CODE END 2 */

/* USER CODE BEGIN 4 */

//延时counter（us）

void delay_us(uint32_t counter){  

counter++;

HAL_TIM_Base_Start(&htim2);

__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,counter);

while(counter>1){

counter=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2); 

}

HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);

}

//发送字符

void transmitChar(uint8_t ch){

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,(GPIO_PinState)0);

delay_us(bit_time);

uint8_t i,temp;

for(i=0;i<8;i++){

temp=ch&0x01;

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,(GPIO_PinState)temp);

delay_us(bit_time);

ch>>=1;

}

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,(GPIO_PinState)1);

delay_us(bit_time);

}

//发送字符串

void transmitString(uint8_t a[]){

uint8_t i,j;

j=strlen(a);

for(i=0;i

transmitChar(a[i]);

}

}

//接收字符

uint8_t receiveChar(void){

uint8_t bit,i,ch=0;

delay_us(bit_time*1.5);

for(i=0;i<8;i++){

bit=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_2);

ch>>=1;

if(bit){

ch=ch|0x80;

}

delay_us(bit_time);

}

delay_us(bit_time*0.2);

return ch;

}

//GPIO的中断回调函数

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

{

  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */

  UNUSED(GPIO_Pin);

uint8_t ch;

ch=receiveChar();

if(ch=='#'){

uint8_t i;

for(i=0;i

transmitChar(message[i]);

}

length=0;

}

else if(ch!=255){

message[length++]=ch;}

}

/* USER CODE END 4 */

实验成果：

实现了19个字符以内的正确收发（20个元素的字符数组，更多字符的接收没有测试。。。）