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STM32CubeMX 实战教程：串口通信实验（LL 库）

1 前言

1.1 STM32CubeMX

2.1_1.STM32CubeMX_20200803

点击图片进入 ST 官网 STM32CubeMX 介绍页面

1.2 教程介绍

    STM32CubeMX 实战教程 基于正点原子 STM32F1 精英板（STM32F103ZET6）平台，旨在通过对板载资源的使用将各种外设的配置方法讲述清楚。更多教程请订阅 [专栏]STM32CubeMX 。
    本教程是 STM32CubeMX 实战教程中的第三篇，主要通过串口通信实验，将 STM32CubeMX USART 的配置方法讲述清楚。

1.3 准备工作

    系统版本：Windows 10 专业版 64 位
    软件版本：STM32CubeMX V6.0.0 （ STM32CubeMX 下载及安装教程 ）
    硬件平台：正点原子 STM32F1 精英板
    编译环境：MDK_ARM V5.29 （ MDK_ARM 下载及安装教程 ）
    调试工具：ST-LINK/V2
    串口助手：ATK-XCOM V2.6

1.4 硬件资源

    本节教程使用的硬件资源分配：

序号 引脚 引脚功能 硬件连接 备注
01 PA9 USART1_TX CH340G（USART1 跳线帽需短接） USB 线接 USB_232 端口
02 PA10 USART1_RX CH340G（USART1 跳线帽需短接） USB 线接 USB_232 端口

2 配置项目

2.1 项目导入

    将上一节的 SysTick_Test 的项目另存作为 USART_Test 的项目初始模板。
    工程模板修改及项目导入，请参考：STM32CubeMX 实战教程：LED 灯、蜂鸣器、按键输入实验。这里就不重复了，项目目录如下：
2.1_1

2.2 USART & NVIC 配置

  1. 将 PA9 和 PA10 配置成 USART1_TX 和 USART1_RX；（由于没有配置 USART1，引脚会显示黄色警告）
    2.2_1
  2. 点击 USART1，设置模式为 Asynchronous，无硬件流控制，参数为：115200，8 Bits，None，1；（配置完 USART1 后，相关引脚会显示绿色，提示引脚配置正常）
    2.2_2
    其他模式可参考：附录2 USART1 配置窗口介绍 。
  3. 点击 NVIC，使能 USART1 中断，优先级设置为 2，0；
    2.2_3
  4. 勾选 Generate IRQ handler 生成中断服务函数，不勾选 Call HAL handler；（由于默认不开启中断源，勾选了也没有作用）
    2.2_4

2.3 Clock 配置

    Clock 不需要配置，可直接继续使用。可参考：STM32CubeMX 实战教程：新建项目和生成 MDK_ARM 工程、STM32CubeMX 实战教程：SysTick 实验。
2.3_1

2.4 生成代码

    项目管理配置及生成代码请参考：STM32CubeMX 实战教程：新建项目和生成 MDK_ARM 工程、STM32CubeMX 项目配置窗口介绍（一）、STM32CubeMX 项目配置窗口介绍（二）。
    点击 GENERATE CODE 生成代码。
2.4_1

3 代码测试

  1. 打开 MDK_ARM 工程；
    3_1
  2. main.c 文件 main 函数中，有 MX_USART1_UART_Init() 的回调函数，查看其函数源码；
    3_2
        值得注意的是：生成代码中开启中断，但默认不使能中断源。所以我们需要在初始化代码后配置使能一下 USART1 的中断源。
  3. 配置 USART1 Interrupt Source，在 MX_USART1_UART_Init() 函数后的用户代码区域加入配置代码；（使能 RXNE 和 IDLE 中断）
    3_3
  4. 在 usart.c 文件用户代码区域加入中断回调函数及中断处理代码；（请自行在 usart.h 文件中声明相关变量和函数）
    3_4
    USART1_IRQ 回调函数代码如下：（代码解析请参考：STM32 串口接收不定长字节数据 ）
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t USART1_RX_BUF[256];
uint8_t USART1_RX_CNT = 1;
uint8_t USART1_TX_STA = 0;

void USART1_IRQ(void)
{
  uint8_t res;
  uint8_t clear = clear;

  if(LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART1) != 0)
  {
    res = USART1->DR;
    USART1_RX_BUF[USART1_RX_CNT++] = res;
  }
  else if(LL_USART_IsActiveFlag_IDLE(USART1) != 0)
  {
    clear = USART1->SR;
    clear = USART1->DR;
    USART1_RX_BUF[0] = USART1_RX_CNT - 1;
    USART1_RX_CNT = 1;
    USART1_TX_STA = 1;
  }
}
/* USER CODE END 0 */
  1. 在 stm32f1xx_it.c 文件 USART1_IRQHandler() 函数的用户代码区域调用中断处理函数 USART1_IRQ()；
    3_5
  2. 在 while 循环中加入测试代码；
    3_6

main 函数代码如下：

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

  LL_APB2_GRP1_EnableClock(LL_APB2_GRP1_PERIPH_AFIO);
  LL_APB1_GRP1_EnableClock(LL_APB1_GRP1_PERIPH_PWR);

  NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

  /* System interrupt init*/

  /** NONJTRST: Full SWJ (JTAG-DP + SW-DP) but without NJTRST
  */
  LL_GPIO_AF_Remap_SWJ_NONJTRST();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */
	SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_ENABLE_Msk |  // SysTick Timer clock source = HCLK_DIV8 (HCLK/8 = 9MHz)
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;  // SysTick Timer ENABLE | SysTick Timer Interrupt ENABLE
  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  LL_RCC_GetSystemClocksFreq(&get_rcc_clock);
	
  LL_USART_EnableIT_RXNE(USART1);  // ENABLE USART1 RXNE Interrupt
  LL_USART_EnableIT_IDLE(USART1);  // ENABLE USART1 IDLE Interrupt
	
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    if(USART1_TX_STA == 1)
    {
      uint8_t i;
			
      for(i=1;i<USART1_RX_BUF[0] + 1;i++)
      {
        while(LL_USART_IsActiveFlag_TC(USART1) == RESET);
        LL_USART_TransmitData8(USART1,USART1_RX_BUF[i]);
      }
		
      while(LL_USART_IsActiveFlag_TC(USART1) == RESET);
      USART1_TX_STA = 0;
    }
  
 /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
  1. 编译工程；
    3_7
  2. 使用 ST-LINK/V2 下载程序，按下复位按键，若按照下面操作看到正常现象，则说明程序正常运行，USART1 配置成功。
Steps 操作 正常现象 备注
1 使用 X-COM 串口助手默认配置发送任意字符串（中英文皆可） 串口助手会接收到相同的字符串 -

    可参看下图：
3_8

4 结束

    本教程由 Brendon Tan 原创发布，版权所有。该文档仅供个人学习交流使用，不得用于其他用途， 禁止商用， 转载或公开使用请联系作者授权。
    此教程由本人独立整理，如有不当之处，欢迎指正。

附录

附录1 相关教程

    STM32Cube 系列软件教程总目录请参考文章：STM32Cube 生态系统之网站、视频、文档及教程汇总 。
    该文章还提供：

  • STM32Cube 生态系统相关文章
  • STM32Cube 生态系统相关软件更新介绍
  • STM32Cube 生态系统相关教程汇总
  • STM32Cube 生态系统相关网站汇总
  • 该文章会不定期修改更新，更多信息请进入文章查看

附录2 USART1 配置窗口介绍

0_1

Mode 描述 硬件引脚 支持外设 备注
Asynchronous 异步模式 TXD、RXD USART、UART 我们常用的串口
Synchronous 同步模式 TXD、RXD、CK USART -
Single Wire (Half-Duplex) 半双工单线模式 TXD USART、UART -
Multiprocessor Communication 多处理器通讯模式 TXD、RXD USART、UART -
IrDA 红外解码通信 TXD、RXD USART、UART -
LIN 总线通信 TXD、RXD USART、UART -
SmartCard 智能卡模式 TXD USART -
SmartCard with Card Clock 带时钟智能卡模式 TXD、CK USART -

0_2

硬件流控制（RS232） 描述 硬件引脚 支持外设 备注
CTS Only Clear To Send，发送清除 CTS USART -
RTS Only Require To Send，发送请求 RTS USART -
CTS/RTS 发送清除/发送请求 CTS、RTS USART -

以下为Mode的相应模式配置界面：

  • Mode

    • Asynchronous - 异步模式
      0_3
      该模式下，仅需 TXD 和 RXD 两个引脚即可通信，即我们常用的串口。

    • Synchronous - 同步模式
      0_4

    • Single Wire (Half-Duplex) - 半双工单线模式
      0_5

    • Multiprocessor Communication - 多处理器通讯模式
      0_6

    • IrDA - 红外解码通信
      0_7

    • LIN - 总线通信
      0_8

    • SmartCard - 智能卡模式
      0_9

    • SmartCard with Card Clock - 带时钟智能卡模式
      0_10

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