F412ZG串口通信代码框架生成分析+代码移植+通信实验实现

会员952544

本次帖子主要是对STM32CubeMX生成的串口通信框架进行分析。 一、硬件分析。 1.    对于STM32F412来说一共有USART1,USART2,USART3,USART6四个同步异步通信接口，接口引脚定义如下:                                 登录/注册后看高清大图 因为串口1和串口3默认已经被使用，因此本次使用串口6进行通信实验。首先打开上一次新建的STM32CubeMX的工程。使能USART6模块。如下图所示:                                 登录/注册后看高清大图 时钟设置上一次评测也已经详细分析过，这里不做介绍。                                 登录/注册后看高清大图 串口参数设置:115200波特率，8数据位，1停止位，无校验。                                 登录/注册后看高清大图 开启串口6全局中断。                                 登录/注册后看高清大图 NVIC中断向量控制器设置:设置串口6的抢占优先级和次优先级都为0.                                 登录/注册后看高清大图 把上次评测写好的SYSTICK延时函数添加到现有工程中来，编译之后没有错误，下面是生成的框架结构。                                 登录/注册后看高清大图 二、生成的代码框架分析。 1.      重要结构体说明:首先对HAL中关于串口的主要结构体变量进行说明。首先对UART_HandleTypeDef这个结构体。其中的红框中的qian2两个主要是这次初始化时的重点之处。                                 登录/注册后看高清大图 Instance处主要存放的是寄存器基地址参数，类似于Windows编程中的实例句柄。当定义了UART_HandleTypeDef结构体变量，并对其中的Instance赋值某一个串口之后，以后对该串口的操作都可以通过对定义的UART_HandleTypeDef结构体变量进行操作来实现。 UART_InitTypeDef结构体主要是对串口进行初始化的相关参数设置，其中就包括我们经常设置的波特率，起始位停止位之类的。                                 登录/注册后看高清大图 2.    框架分析。 STM32CubeMX生成的函数中重要的一个函数是  MX_USART6_UART_Init();该函数主要是对串口的参数进行设置。下面是这个函数的主要内容。                                 登录/注册后看高清大图 该函数中的参数设置与我们之前使用STM32CubeMX生成代码时选择的设置是一样的。这里面主要重要的是这个函数: HAL_UART_Init(&huart6);进入该函数查看，其中有这样一句话:                                 登录/注册后看高清大图 If中的判断语句主要是判断相关串口是否已经被初始化。如果没有被初始化就会执行if语句中的代码。                                 登录/注册后看高清大图 If语句中的函数HAL_UART_MspInit(huart);也是由STM32CubeMX生成的代码。如下图所示,这个函数主要是初始化与串口使用的硬件相关的GPIO口，这样写的好处是便于以后进行移植。                                 登录/注册后看高清大图 到此处就已经把串口相关的参数就已经初始化完成了。下面来看看中断响应函数如何对中断进行响应。 在STM32CubeMX生成的文件中，stm32f4xx_it.c文件中就定义了串口6的中断响应函数。                                 登录/注册后看高清大图 函数内部执行的函数  HAL_UART_IRQHandler(&huart6);主要是对发生的中断类别进行分辨，这样就确定调用哪一个中断相应函数。对于此我们比较关注的是UART_Receive_IT(huart);这个函数，用来进行中断接收响应的。 最终会执行我们自己写的HAL_UART_RxCpltCallback(huart);用来对接收中断进行处理。 3.    代码框架移植:为了提高代码的移植性，下面对整体生成的框架进行移植。代码移植之后主要添加了bsp_usart.c，bsp_usart.h文件，代码如下所示。 //bsp_usart.h文件内容 //串口初始化说明 #ifndef __USART__ #define __USART__ /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f4xx_hal.h" extern UART_HandleTypeDef huart6;//存放串口6相关的参数 extern uint8_t rxbuf;//用于存放串口接收的数据 //对于想使能串口接收中断使用函数 HAL_UART_Receive_IT()即可 void MX_USART6_UART_Init(void);//串口6的初始化函数声明 #endif [color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码 //bsp_usart.c文件内容 #include "bsp_usart.h" UART_HandleTypeDef huart6;//存放串口1相关的参数 uint8_t rxbuf;//用于存放串口接收的数据 /* USART6 init function */ void MX_USART6_UART_Init(void) {   huart6.Instance = USART6;   huart6.Init.BaudRate = 115200;   huart6.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;   huart6.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;   huart6.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;   huart6.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;   huart6.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;   huart6.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;         HAL_UART_Init(&huart6); } //串口相关GPIO口初始化操作 该函数是弱函数不需要进行声明 void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart) {    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;   if(huart->Instance==USART6)   {   /* USER CODE BEGIN USART6_MspInit 0 */   /* USER CODE END USART6_MspInit 0 */     /* Peripheral clock enable */     __HAL_RCC_USART6_CLK_ENABLE();     /**USART6 GPIO Configuration     PC6     ------> USART6_TX     PC7     ------> USART6_RX     */     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF8_USART6;     HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);     /* Peripheral interrupt init */     HAL_NVIC_SetPriority(USART6_IRQn, 0, 0);     HAL_NVIC_EnableIRQ(USART6_IRQn);   /* USER CODE BEGIN USART6_MspInit 1 */   /* USER CODE END USART6_MspInit 1 */   } } /**   * 函数功能: 串口硬件反初始化配置   * 输入参数: huart：串口句柄类型指针   * 返 回 值: 无   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用   */ void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* huart) {   if(huart->Instance==USART6)   {   /* USER CODE BEGIN USART6_MspDeInit 0 */   /* USER CODE END USART6_MspDeInit 0 */     /* Peripheral clock disable */     __HAL_RCC_USART6_CLK_DISABLE();     /**USART6 GPIO Configuration     PC6     ------> USART6_TX     PC7     ------> USART6_RX     */     HAL_GPIO_DeInit(GPIOC, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);     /* Peripheral interrupt DeInit*/     HAL_NVIC_DisableIRQ(USART6_IRQn);   }   /* USER CODE BEGIN USART6_MspDeInit 1 */   /* USER CODE END USART6_MspDeInit 1 */ } //中断响应回调函数的定义 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {         if(huart->Instance==USART6)//串口6的接收中断         {                 HAL_UART_Transmit(&huart6,&rxbuf,1,0);                 HAL_UART_Receive_IT(&huart6,&rxbuf,1);         } } [color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码 主函数代码: int main(void) {   /* USER CODE BEGIN 1 */   uint8_t txbuf[50];   /* USER CODE END 1 */   /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */   HAL_Init();   /* Configure the system clock */   SystemClock_Config();   /* Initialize all configured peripherals */   MX_GPIO_Init();   MX_USART6_UART_Init();   /* USER CODE BEGIN 2 */         delay_init(100);         memcpy(txbuf,"串口中断接收返回的通信实验",100);   HAL_UART_Transmit(&huart6,txbuf,strlen((char *)txbuf),1000);         /* 使能接收，进入中断回调函数 */   HAL_UART_Receive_IT(&huart6,&rxbuf,1);   /* USER CODE END 2 */   /* Infinite loop */   /* USER CODE BEGIN WHILE */   while (1)   {                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);                 delay_ms(500); //                HAL_Delay(200);                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET); //                HAL_Delay(200);                 delay_ms(500);   /* USER CODE END WHILE */   /* USER CODE BEGIN 3 */   }   /* USER CODE END 3 */ } [color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码 三、通信实验 1.    STM32F412的硬件原理图                                 登录/注册后看高清大图 2.    因为串口6是直接引出来的，其中没有串口转USB接口，因此我就用手头的一块开发板做转接。硬件图如下所示:                                 登录/注册后看高清大图 连接关系一一对应即可。 3.    实际开发板连接图。                                 登录/注册后看高清大图 4.    通信测试。 开发板上电之后，串口接收到数据。跟发送的数据是一样的。                                 登录/注册后看高清大图 因为这个软件不是很好用，下面更换为我自己写的软件，并将端口号改为COM2。                                 登录/注册后看高清大图 接收情况如下:                                 登录/注册后看高清大图 程序能够正常运行。 四、总结 本次主要对生成的串口框架进行了分析，并将相关函数进行了移植，重新写了相关函数，下载到单片机中后能够很好的实现相应的功能。