STM32F103 USART串口通信

STM32F103C8T6 最小系统开发板使用 HAL 库进行 USART 串口通信

1. 项目概述

在本项目中，我们将使用 STM32F103C8T6 最小系统开发板，通过 HAL（Hardware Abstraction Layer）库 实现 USART 串口通信，并通过 串口助手 进行数据收发。

2. 硬件设计

1. 硬件需求

• STM32F103C8T6 最小系统开发板
• STLink-V2 下载器（用于烧录程序）
• USB 转 TTL 模块（如 CH340、CP2102）
• 杜邦线

2. 硬件连接

1. STM32F103C8T6 USART1_TX（PA9） → USB 转 TTL RX
2. STM32F103C8T6 USART1_RX（PA10） → USB 转 TTL TX
3. GND → GND

3. USART 协议原理

USART（通用同步/异步收发器）是一种 全双工串行通信协议，支持异步（UART）和同步通信。

1. 波特率（Baud Rate）：通信速度（常用 9600、115200）
2. 数据位（Data Bits）：通常为 8 位
3. 停止位（Stop Bits）：常见 1 位
4. 校验位（Parity Bit）：可选（无校验、偶校验、奇校验）

4. 软件设计

1. STM32 HAL 库简介

HAL 库是 ST 官方提供的 硬件抽象库，封装了底层寄存器操作，使开发更加简单。

2. 工程创建步骤（基于 STM32CubeMX）

1. 打开 STM32CubeMX，创建新工程，选择 STM32F103C8T6。
2. 配置 USART1 串口
   • 选择 PA9 为 USART1_TX
   • 选择 PA10 为 USART1_RX
   • 配置 波特率 115200，8 数据位，1 停止位，无校验
3. 配置时钟（默认 72MHz，无需修改）。
4. 生成代码，选择 IDE 为 STM32CubeIDE 或 Keil。

5. 代码实现

1. main.c 代码

#include "main.h"
#include <string.h>

UART_HandleTypeDef huart1;  // 定义 USART1 句柄

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();             // 1.初始化 HAL 库
    SystemClock_Config();   // 2.配置系统时钟
    MX_GPIO_Init();         // 3.初始化 GPIO
    MX_USART1_UART_Init();  // 4.初始化 USART1

    char msg[] = "Hello STM32 USART!\r\n";
    while (1)
    {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 1000);   // 发送数据
        HAL_Delay(1000);                                                // 延时 1 秒
    }
}

/**
  * @brief USART1 初始化
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
    huart1.Instance = USART1;                       // 选择 USART1
    huart1.Init.BaudRate = 115200;                  // 波特率 115200
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;    // 数据位 8
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;         // 停止位 1
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;          // 校验位 无校验
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;             // 串口模式 发送和接收
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;    // 无硬件流控制
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;// 16 倍采样
    HAL_UART_Init(&huart1);                         // 初始化 USART1
}

2. 代码解析

• HAL_UART_Transmit()：发送字符串数据到串口助手。
• 波特率 115200，8N1 设置适用于大多数串口通信需求。

6. 烧录与测试

1. 烧录步骤（使用 STLink-V2）

1. 连接 STLink-V2
   • STLink-V2 SWDIO → STM32 SWDIO
   • STLink-V2 SWCLK → STM32 SWCLK
   • STLink-V2 GND → STM32 GND
   • STLink-V2 3.3V → STM32 3.3V
2. 使用 STM32CubeProgrammer 或 Keil 进行烧录。
3. 烧录完成后，按下 RESET 运行程序。

2. 使用串口助手测试

1. 连接 USB 转 TTL 模块，打开串口助手（如 SSCOM、SecureCRT、RealTerm）。
2. 设置波特率 115200，打开串口。
3. 观察串口助手，每秒收到 "Hello STM32 USART!"。

7. 总结

本教程介绍了 STM32F103C8T6 最小系统开发板 使用 HAL 库进行 USART 串口通信，包括 USART 协议原理、硬件设计、软件配置、代码编写、烧录步骤，适用于 STM32 HAL 库 开发。希望能帮助你快速入门 STM32 的串口通信应用！