STM32H743-ARM例程2-UART命令控制LED

实验平台

硬件：银杏科技GT7000双核心开发板-ARM-STM32H743XIH6，银杏科技iToolXE仿真器

软件：最新版本STM32CubeH7固件库，STM32CubeMX v6.10.0，开发板环境MDK v5.35，串口工具putty

UART介绍

UART：通用同步/异步串行接收/发送器，由时钟发生器、数据发送器和接收器三大部分组成。UART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。STM32H743XIH6具有8个UART收发器，可使用相应的代码使能后使用。

UART特点：

全双工操作(相互独立的接收数据和发送数据)。
同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步。
支持8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据帧结构。
由硬件支持的奇偶校验位发生和检验。
数据溢出检测。
帧错误检测。
包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器。
三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成。
支持多机通信模式。
支持倍速异步通信模式。

UART时序图：

空闲位：高电平。
启动位：一个低电平。
字符数据：可以选择8和9位数据位。
奇偶校验位：根据需要选择是否进行校验。
停止位：一个高电平。

本试验使用的芯片STM32H743XIH6，使用UART为USART_6，引脚位PC6和PC7，经过串口转USB芯片CH340转换后，可通过USB接口与计算机通讯。计算机安装 CH340 驱动后，可通过串口工具来接收串口发送的数据和向串口发送给数据。用串口工具打开GT7000对应的端口，波特率设为115200，发送相应的命令，便可以控制ARM LED的亮灭情况。串口命令如下表：

LED_ON\r\n	LED红灯亮
LED_OFF\r\n	LED红灯灭

原理图如下图所示：

配置STM32CubeMX生成工程

在前面章节我们介绍了如何使用ST32CubeMX新建工程节我们只介绍UART部分配置，其他细节可以参考结合CubeMX新建HAL库MDK工程文章。

我们打开STM32CubeMX软件，在左侧选项栏中找到USART6如下图所示：

配置完成我们打开生成的工程。

实验程序

主函数

在生成工程的基础上我们加上自定义的功能(接收串口指令控制LED)，添加在main函数中，代码如下：

c 复制代码

int main(void)
{
    
    char buffer[UART_BUFFER_SIZE];
    int i;
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();   //配置系统时钟
    MX_GPIO_Init(); //初始化所有已配置的外围设备
    MX_USART6_UART_Init();
    uart6.initialize(115200);//串口波特率设置
    while (1)
    {
        
        if(uart6.receive_ok_flag)//接收完成
        {   
			uart6.receive_ok_flag = 0;
            for(i = 0;i < 20;i++)
            {
                buffer[i] = tolower(uart6.receive_buffer[i]);//将输入变为小写形式
            }
            //比较接收信息
            if(memcmp(buffer,"led_on",strlen("led_on")) == 0)
            {
                LEDR_ON;
                uart6.printf("\r\n ok!红灯打开！\r\n");
            }
            if(memcmp(buffer,"led_off",strlen("led_off")) == 0)
            {
                LEDR_OFF;
                uart6.printf("\r\n ok!红灯关闭！\r\n");
            }
        }
    }
}

UART结构体定义

c 复制代码

UART_HandleTypeDef huart6;

UART的名称定义，这个结构体中存放了UART所有用到的功能，后面的别名就是我们所用的UART串口的别名。

c 复制代码

typedef struct __UART_HandleTypeDef   
{  
    USART_TypeDef                *Instance;   
    //UART寄存器基地址  
    UART_InitTypeDef               Init;      
    //UART通信参数 
    uint8_t                         * pTxBuffPtr; 
    //指向UART Tx传输缓冲区的指针  
    uint16_t                        TxXferSize;      
    //UART Tx传输大小
    __IO uint16_t                   TxXferCount;     
    //UART Tx传输计数器
    uint8_t                         * pRxBuffPtr;     
    //指向UART Rx传输缓冲区的指针 
    uint16_t                        RxXferSize;       
    //UART Rx传输大小 
	__IO uint16_t                    RxXferCount;   
    //UART Rx传输计数器 
    DMA_HandleTypeDef             * hdmatx;          
    //UART Tx DMA句柄参数 
    DMA_HandleTypeDef             * hdmarx;          
    //UART Rx DMA句柄参数  
    HAL_LockTypeDef                 Lock;             
    //锁定对象  
    __IO HAL_UART_StateTypeDef      gState;     
    //与全局句柄管理有关的UART状态信息并且与Tx操作有关。 
    __IO HAL_UART_StateTypeDef      RxState;          
    //与Rx操作有关的UART状态信息  
    __IO uint32_t                      ErrorCode;       
    //UART错误代码  
}UART_HandleTypeDef;

串口发送/接收函数

HAL_UART_Transmit() ;串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive() ;串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT() ;串口中断模式发送
HAL_UART_Receive_IT() ;串口中断模式接收
HAL_UART_Transmit_DMA() ;串口DMA模式发送
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收

串口发送数据：

c 复制代码

HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
参数：
UART_HandleTypeDef*huart UATR 的别名如: UART_HandleTypeDef huart2 ;别名就是huart2

*pData 需要发送的数据
Size 发送的字节数
Timeout 最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送

中断接收数据：

c 复制代码

HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

功能：串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
大致过程 ：设置数据存放位置，接收数据长度，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。之后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，进入中断接收回调函数，不再触发接收中断。(只触发一次中断)
参数：
UART_HandleTypeDef * huart UATR的别名

*pData 接收到的数据存放地址
Size 接收的字节数

串口中断函数

c 复制代码

HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart); 
//串口中断处理函数
HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  
//串口发送中断回调函数
HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//串口发送一半中断回调函数（用的较少）
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);  
//串口接收中断回调函数
HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//串口接收一半回调函数（用的较少）
HAL_UART_ErrorCallback();
//串口接收错误函数

串口接收中断回调函数

c 复制代码

HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

**功能：**HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改。
参数：
UART_HandleTypeDef * huart UATR的别名

串口中断处理函数

c 复制代码

 HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);

功能：对接收到的数据进行判断和处理判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用

串口查询函数

c 复制代码

HAL_UART_GetState(); 
//判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌

实验现象

通过串口输入命令可以控制LED的亮灭。

注：在使用putty时，如果遇到无法输入字符时，可以按下图进行putty配置：

STM32H743-ARM例程2-UART命令控制LED

目录

实验平台

UART介绍

配置STM32CubeMX生成工程

实验程序

主函数

UART结构体定义

串口发送/接收函数

串口发送数据：

中断接收数据：

串口中断函数

串口接收中断回调函数

串口中断处理函数

串口查询函数

实验现象