基于串口助手的STM32与计算机进行串口通信

序言一. 串口通信概述二.项目说明三.实战过程 1）实现stm32向上位机发送字符 2）实现stm32发和收3）Keil中针对stm32系统进行编程，调试变量，进行验证；通过串口输出信息到上位机，进行验证。四. 结语

序言

博主在这里会为大家介绍stm32串口通信的实战经历，我们会一起学习以下内容：

（1）串口通信的概念

（2）串口通信的双向通信实战=

我们用到的工具有：

串口助手：

stm32最小系统板：

usb转TTL

J-LINk下载器

一. 串口通信概述

（一）串口

串口是串行接口 (Serial Interface)的简称，它是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

（二）协议

所谓协议，就是通信双方约定好的规定，通信双方只有遵守这个规定才能够完成任务。举个栗子就是周幽王烽火戏诸侯，双方约定好以烽火为信号进行通信，但是愚蠢的周幽王为博美人褒姒一笑破坏了这个规定，最后付出的代价是惨重的。可见，通信双方只有遵守协议才能够完成通信。

（三）时序

时序就是协议的实际化，它实质上是一些列的脉冲信号，通信双方将信息按照预先定好的规定（协议）转换成一系列的脉冲信号，通过总线发送给接收方，接收方再将接收到的数据按照规定进行解析，从而得到发送方发送过来的数据。

（四）上位机

上位机和下位机其实是一个相对的概念，上位机指的是可以直接发出操控命令的计算机，一般指PC机，能够显示各种信号变化（液压，水位，温度等），能够将信息直接传递给人。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer之类的，下位机需要PC机来对其进行控制。

关于USART

stm32有丰富的通讯外设，USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）、SPI（Serial Peripheral interface）、I2c（Inter-Integrated Circuit）、CAN（Controller Area Network），因为stm32有完整的且强大的固件库，这使得配置串口的难度大大降低了，和用软件IO口模拟通信时序相比，硬件的支持可以大大提高通信的速率、大大降低出错的概率，从而提高了通信的质量和效率。用IO口模拟USART难度较大，它对延时要求比较苛刻，且出错的概率较大，所以一般很少用IO口模拟USART。IO口模拟I2c比较常见，由于I2c的最高通信速度只有3.4M/s，单片机的IO口速度可以完美驾驭。由于SPI多用于一些较高速的通信，例如LCD、OLED、TFT显示器的写入，EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)的写入和读取，用IO口模拟效果不是很理想，所以建议使用硬件自带接口。

接下来看一下我们实战的原理图

二.项目说明

目标：

1）STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”，上位机接收程序可以使用“串口调试助手“，

2）当上位机给stm32发送“Stop，stm32”后，stm32停止发送。

我们的难点是第2部分，我们该如何给我们的STM32发送信息，让其停止发送

三.实战过程

1）实现stm32向上位机发送字符

博主思考，假如我们要实现我们要的那个效果，我们可以分几步来实现。首先，博主想到的是如何实现，stm32通过串口发送信息给我们的上位机，假如我们实现了这个过程，那后面的就不会那么难。

所以下面就是博主做的stm32的发送

博主遇到几个坑，一个是我们在连接串口的时候可能会显示串口不可用或者被占用，我们可以看一下后台有哪些程序也在占用我们的串口，关掉即可，但是博主比较倒霉，找了半天没有发现，所以博主只能重启电脑，果然有效。

这是主函数部分

#include "NVIC.h"#include "User_USART.h"#include "stm32f10x.h"int main(void){User_USART_GPIO_Config();User_NVIC_Config();User_USART_Config();while(1){User_UART_Send_String(USART1, "HCR\n");}}

具体代码可以看到文末

接下我们可以看一下我们的串口助手链接: 串口助手.

这是我一直在用的，我觉得他比较好用

这个我们直接打开就好了，我们的USB转TTL要插到电脑上，然后RX，TX’分别与stm32的P9和P10连接，注意我们的stm32要用USB上电能运行，然后按下面配置

对了如果我们插进去没有反应的话，大概率是没有安装驱动，我们不同类型的USB转TTL的驱动是不一样的，我们可以如下操作

找到然后安装驱动即可

然后就是我们的串口助手，如果有了驱动，会自动弹出串口，然后我们设波特率为115200

把程序烧进我们的stm32（比较简单，不详细讲）

2）实现stm32发和收

现在我们已经实现了定时发送hello windows！，这个程序在打其他输入时，会原样输出，如下

这是我们的主函数，我们利用一个数组与我们的输入进行比较，假如是对的，我们会返回hcr=0，循环结束

#include "led.h"#include "delay.h"#include "key.h"#include "sys.h"#include "usart.h"int hcr=1;int main(void){char stop[]={'S','t','o','p',',','s','t','m','3','2'};u16 t; u16 len;u16 times=0;delay_init();//ÑÓÊ±º¯Êý³õÊ¼»¯ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //ÉèÖÃNVICÖÐ¶Ï·Ö×é2:2Î»ÇÀÕ¼ÓÅÏÈ¼¶£¬2Î»ÏìÓ¦ÓÅÏÈ¼¶uart_init(115200); //´®¿Ú³õÊ¼»¯Îª115200LED_Init();//LED¶Ë¿Ú³õÊ¼»¯KEY_Init();//³õÊ¼»¯Óë°´¼üÁ¬½ÓµÄÓ²¼þ½Ó¿Úwhile(hcr){if(USART_RX_STA&0x8000){len=USART_RX_STA&0x3fff;//µÃµ½´Ë´Î½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý³¤¶Èprintf("\r\nhello windows!:\r\n\r\n");for(t=0;t<len&&USART_RX_BUF[t]==stop[t];hcr++,t++){if (hcr>=10) {hcr=0;break;}}for(t=0;t<len;t++){USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);//Ïò´®¿Ú1·¢ËÍÊý¾Ýwhile(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//µÈ´ý·¢ËÍ½áÊø}printf("\r\n\r\n");//²åÈë»»ÐÐUSART_RX_STA=0;}else{times++;if(times%500==0){printf("\r\Ç¶ÈëÊ½´®¿ÚÊµÑé\r\n");printf("hcr@2219491180qqcom\r\n\r\n");}if(times%200==0){printf("hello windows!%d\n",hcr);hcr=1;} if(times%30==0)LED0=!LED0;//ÉÁË¸LED,ÌáÊ¾ÏµÍ³ÕýÔÚÔËÐÐ.delay_ms(10); }} }

，最终，我们实现了全部的功能我们尝试输入Stop,stm32,我们可以看到我们的stm32停止发送

3）Keil中针对stm32系统进行编程，调试变量，进行验证；通过串口输出信息到上位机，进行验证。

我还是用上面的代码魔改；了一下

#include "led.h"#include "delay.h"#include "key.h"#include "sys.h"#include "usart.h"#include <stdlib.h>int hcr=1;int k1 = 1;int k2;static int k3 = 2;static int k4;int main(void){static int m1=2, m2;int i = 1;char *p;char str[10] = "hello";char *var1 = "123456";char *var2 = "abcdef";int *p1=malloc(4);int *p2=malloc(4); char stop[]={'S','t','o','p',',','s','t','m','3','2'};u16 t; u16 len;u16 times=0;free(p1);free(p2);delay_init();//延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200); //串口初始化为115200LED_Init();//LED端口初始化KEY_Init();//初始化与按键连接的硬件接口while(hcr){if(USART_RX_STA&0x8000){len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度printf("\r\nhello windows!:\r\n\r\n");for(t=0;t<len&&USART_RX_BUF[t]==stop[t];hcr++,t++){if (hcr>=10) {hcr=0;break;}}for(t=0;t<len;t++){USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);//向串口1发送数据while(USART_GetFlagStatus(USART1,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%500==0){printf("\r\n嵌入式串口实验\r\n");printf("hcr@2219491180qqcom\r\n\r\n");printf("栈区-变量地址\r\n");printf("i:%p\r\n", &i);printf("p:%p\r\n", &p);printf(" str:%p\r\n", str);printf("\n堆区-动态申请地址\r\n");printf(" %p\r\n", p1);printf(" %p\r\n", p2);printf("\r\n.bss段\r\n");printf("\n全局外部无初值 k2：%p\r\n", &k2);printf("静态外部无初值 k4：%p\r\n", &k4);printf("静态内部无初值 m2：%p\r\n", &m2);printf("\r\n.data段\r\n");printf("\n全局外部有初值 k1：%p\r\n", &k1);printf("静态外部有初值 k3：%p\r\n", &k3);printf("静态内部有初值 m1：%p\r\n", &m1);printf("\r\n常量区\n");printf("文字常量地址：%p\r\n",var1);printf("文字常量地址：%p\r\n",var2);printf("\r\n代码区\n");printf("程序区地址：%p\n",&main);printf("\r\n end \r\n\r\n\r\n");}if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.delay_ms(10); }} }

这是串口助手上的输出

我们可以发现

栈：向低地址扩展

堆：向高地址扩展

bss 段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域;

数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域；

数据段属于静态内存分配

嵌入式串口实验hcr@2219491180qqcom栈区-变量地址i:2000075cp:20000758str:2000074c堆区-动态申请地址20000198200001a0.bss段全局外部无初值 k2：20000008静态外部无初值 k4：20000010静态内部无初值 m2：20000018.data段全局外部有初值 k1：20000004静态外部有初值 k3：2000000c静态内部有初值 m1：20000014常量区文字常量地址：080003ac文字常量地址：080003b4代码区程序区地址：080001ddend hello windows!:Stop,stm32

四. 结语

这个实战对于我们了解串口通信有着重要的意义，所以博主在这里希望各位也要好好学习，争取掌握这个知识点。博主在这次的实践中发现了几个坑，一是，我们的串口助手可能对于我们的实验结果有影响，博主今天试了三个串口工具，其中有两个似乎有些小问题，但是上面那个串口工具对我们没影响，这博主也有点疑问。二是，博主在使用串口助手的时候还遇到过串口被占用的问题，搜了很多博主，但是还是没有解决，只能重启电脑，很麻烦。还有就是希望各位有问题可以联系博主，博主很乐意和各位一起学习。请您关注我个人的微信公众号，微信搜索h生活剪影很期待您的关注，我们一起进步。