前言

本章介绍使用STM32CubeMX对串口进行配置的方法，因为我的最小系统没有其他外设，所以使用串口进行调试很重要，首先实现重载printf串口输出，然后实现串口通讯有三种方式：轮询，中断和DMA，接下来进行逐一介绍，本章接仅仅实现串口轮询接收和重载printf功能。

一、串口的介绍

通用同步异步收发器 (Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter) 是一个串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能，只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是 UART。
在这里插入图片描述
串行通信一般是以帧格式传输数据，即是一帧一帧的传输，每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息，可能还有校验信息。 USART 就是对这些传输参数有具体规定，当然也不是只有唯一一个参数值，很多参数值都可以自定义设置，只是增强它的兼容性。

- 波特率

对于异步通信，没有时钟信号进行同步，因此需要事先定好设备之间的波特率。波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数，所以它决定了数据帧里面每一个位的时间长度。两个要通信的设备的波特率必须相同，我们常见的波特率是 4800、9600、 115200 等。

- 数据帧格式

数据帧格式也需要约定好，串口通信的数据帧包括起始位、停止位、有效数据位以及校验位。

起始位和停止位：串口通信的一个数据帧是从起始位开始，直到停止位。数据帧中的起始位是由一个逻辑 0的数据位表示，而数据帧的停止位可以是 0.5、 1、 1.5 或 2 个逻辑 1 的数据位表示，通讯双方要必须设定一致，一般情况下我们设为1。
有效数据位：数据帧的起始位之后，就接着是数据位，也称有效数据位，这就是我们真正需要的数据，有效数据位通常会被约定为 5、 6、 7 或者 8 个位长。有效数据位是低位（LSB）在前，高位（MSB）在后，一般情况下我们设定为8位。
校验位：校验位可以认为是一个特殊的数据位。校验位一般用来判断接收的数据位有无错误，无校验是指数据帧中不包含校验位。一般情况下我们使用无校验位。

二、实验过程

1.实验材料

STM32F103C6T6最小系统开发板

在这里插入图片描述

ST-LINK V2

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杜邦线
示波器

2.STM32CubeMX配置PWM

选择芯片stm32f103c6t6，新建工程

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设置时钟源，最小系统外部晶振8Mhz，作为外部高速HSE时钟源。由于没有外接外部低速晶振，这里低速时钟源选择旁路时钟源。

在这里插入图片描述

配置时钟树，这里使用官方推荐的配置

在这里插入图片描述

stm32f103c6t6中有2个USART口，全都支持DMA方式，其中一个通讯速率可以达到4.5Mb/s,另个一通讯速录可达2.25Mb/s，都具有CTS和RTS信号引脚。
在这里插入图片描述配置引脚功能，从datasheet中可以PA8-PA11可以USART1的复用引脚，因为我们这里使用异步模式，所以仅仅需要TX和RX两个引脚（即PA9，PA10），这样就可以在PA9管脚得到PWM输出。datasheet截图如下：
前面设置HSE时钟为72MHz；USART1的时钟挂载在APB2上
![
CubeMX配置如下：

USART1的参数配置如下，波特率115200，传输数据长度为8 Bit，奇偶检验无，停止位1.其他参数默认
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/b9668266ed864849882aae9a530cbbcc.png)
SYS选项卡中Debug选项选择串口（这个选项可以设置，不会有影响）

Code Generator中设置只拷贝使用到的库，分离.c和.h文件

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设置好项目名称和路径，点击GENERATE CODE即可，生成后使用keil5 IDE打开。

在这里插入图片描述

3.代码实现

重载printf

C语言中的标准库中所用的标准输入输出函数，默认的输出设备是显示器，要实现串口或LCD的输出，必须重新定义标准库函数里与输出函数相关的函数。例如:printf输出到串口，需要将fputc里面的输出指向串口(重定向),方法如下:只要自己添加一个int fputc(int ch, FILE *f)函数，能够输出字符就可以了。

在usart.c文件后面添加如下代码，代码中添加了#ifdef宏定义进行条件编译，如果使用GUNC编译，则PUTCHAR_PROTOTYPE 定义为int __io_putchar(int ch)函数，否则定义为int fputc(int ch, FILE *f)函数。

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#ifdef __GNUC__
  /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
     set to 'Yes') calls __io_putchar() */
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
 
  return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

main函数如下，使用printf注意包含stdio.h头文件

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

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

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

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

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
			printf("Hello STM32\r\n");
			HAL_Delay(1000);
		
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

轮询接收

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

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

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

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

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	unsigned char data[16]= {0};
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		HAL_UART_Receive(&huart1, data, 8, 0xffff);

		HAL_UART_Transmit(&huart1, data, 8, 0xffff);
		HAL_Delay(1000);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}