STM32单片机如何实现与linux系统单片机的串行通信？

新人小白请教：串行通信 如何实现STM32 单片机与电脑之间的串行通信？

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周密

2021-3-5 17:34:00

作者：富贵人
      1.串行通信的基本概念
      串行是与并行想对应的，并行通信是指数据的各位同时被传送。串行通信是将要传送的数据一位位的依次顺序发送。
      串行通信实现的是两个对象之间的数据传递，对象通常是单片机。通信实际上是在两个单片机上连上线，通过线路来传递信息。

如图，调制解调器非常重要，其作用是实现数字信号和模拟信号的转换。但是注意，调制解调器是远距离传输才有用。近距离传输不需要调制解调器（零Modem方式）。因此进行单片机的实验只需要将相应接口的线路连好就行。连接示意图如图

      2.STM32单片机与电脑串行通信
      1.信号线的连接
      单片机与电脑通信通常用的是USB接口连接电脑。那么就需要首先将串口转为USB，STM32上有相应的硬件实现该功能，我们只需要看威廉希尔官方网站图线路是否连接。
      以下是正点原子miniSTM32的连线步骤：
      （1）查单片机威廉希尔官方网站图，找到主板芯片上的U1_RXD与U_TXD接口。
（2）找到USB_232的RXD与TXD接口
（3）如果威廉希尔官方网站图上线路未连接，将主板芯片的U1_RXD通过跳线与USB_232上的TXD连接，主板芯片的U1_TXD通过跳线与USB_232上的UXD连接。
      2.程序的编写
      由于采用STM32官方固件库，因此编写串口通信程序非常简单。
思路：
      （1）初始化串口
（2）调用USART_SendData函数向串口发送数据。
      其中初始化串口包括
      1) 串口时钟使能，GPIO 时钟使能
2) 串口复位
3) GPIO 端口模式设置端口模式设置
4) 串口参数初始化
5) 开启中断并且初始化 NVIC （如果需要开启中断才这个步骤）
6) 使能串口
7) 编写中断函数
      那么最简单的串口通信程序如下，注意，由于没有编写中断函数，此程序只发不收。发送的数据永远是01。
代码1
      #include "stm32f10x.h"
      void my_delay_ms(int time);
      void my_delay_ms(int time)
      { int i=0;
      while(time--)
      {
      i=12000;
      while(i)
      {
      i--;
      }
      }
      }
      void uart_init(u32 bound){  //GPIO端口设置
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
      USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟
      //USART1_TX GPIOA.9
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
      //USART1_RX GPIOA.10初始化
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10
      //Usart1 NVIC 配置
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;    //子优先级3
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;       //IRQ通道使能
      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
      //USART 初始化设置
      USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
      USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
      USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
      USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
      USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
      USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
      USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
      USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
      USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口1
      }
      uint16_t str=1;int main()
      {
      u16 times=0;
      uart_init(115200);
      while(1)
      {
      times  ;
      my_delay_ms(10);
      if(times000)
      {
      USART_SendData(USART1, str);//向串口1发送数据
      while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);
      }
      }
      return 0;
      }
      在PC端打开串口调试助手，可以看到不断接收到数据01

      3.linux系统单片机与电脑串行通信
      1.信号线的连接
      本系统采用讯为的开发板，开发板装的为linux系统，由于开发板自带UART（串口）接口，因此使用UART转USB线，一端连开发板的UART接口，一端连电脑的USB就行了，打开串口调试助手，就可以查看串口数据了。
      2.程序的编写
      思路：
      （1）在linux系统下安装串口驱动
（2）编写串口发送函数
      串口发送函数步骤为：
      1）fopen打开串口对应的设备
2）设置参数，如波特率等
3）使用write函数向串口中写数据
      代码和第4节类似。
      打开串口调试助手，就能在电脑屏幕上看到所发送的数据了。
      4.STM32单片机与linux系统单片机串行通信
      1.信号线的连接
      如果单片机都能和电脑通信，那么两个单片机的串口通信，只需要将串口线连接起来就行，准备三根跳线，第一根连接单1的RXD和单2的TXD，第二根连接单1的TXD和单2的RXD，第三根连接单1的GND和单2的GND。OK，可以发送数据了。
      2.程序的编写
      本代码实现下位机STM32发送数字1，上位机linux系统单片机接受到数字1并打印出来。
      1.STM32程序和代码1一样，简单的不断发送1。
      2.linux系统单片机代码如代码2，简单不断读发送的数据并输出。
      代码2
      #include
      #include
      #include
      #include
      #include
      #include
      #include
      #include
      int set_opt(int,int,int,char,int);
      void leds_control(int);
      int main(int argc, char* argv[])
      {
      printf("hello,run okn");
      int fd, read_num = 0;
      char buffer[1024],buffer_test[1024];
      memset(buffer, 0, 1024);
      memset(buffer_test, 0, 1024);
      if(argc < 2)
      {printf("usage: ./uarttest /dev/ttySAC3n");return 0;
      }if((fd = open(argv[1], O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY))<0)
      {printf("open %s is failedn", argv[1]);
      return 0;
      }
      else{
      set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);
      int n=10000000;
      int k=0;
      while(k
      k  ; printf("%dn",k);
      sleep(1);
      memset(buffer, 0, 256);
      read_num = read(fd, buffer, 255);
      printf("read_num=%dn",read_num);
      if(read_num>0){printf("%sn",buffer);
      }else{printf("read errorn");
      }
      }
      fd=close(fd);
      }return 0;
      }
      int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
      { struct termios newtio,oldtio;
      if( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) {
      perror("SetupSerial 1"); return -1;
      }
      bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
      newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
      newtio.c_cflag &= ~CSIZE; switch( nBits )
      { case 7:
      newtio.c_cflag |= CS7; break; case 8:
      newtio.c_cflag |= CS8; break;
      }switch( nEvent )
      {case 'O':
      newtio.c_cflag |= PARENB;
      newtio.c_cflag |= PARODD;
      newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);break;case 'E':
      newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
      newtio.c_cflag |= PARENB;
      newtio.c_cflag &= ~PARODD;break;case 'N':
      newtio.c_cflag &= ~PARENB;break;
      }
      switch( nSpeed )
      {case 2400:
      cfsetispeed(&newtio, B2400);
      cfsetospeed(&newtio, B2400);break;case 4800:
      cfsetispeed(&newtio, B4800);
      cfsetospeed(&newtio, B4800);break;case 9600:
      cfsetispeed(&newtio, B9600);
      cfsetospeed(&newtio, B9600);break;case 115200:
      cfsetispeed(&newtio, B115200);
      cfsetospeed(&newtio, B115200);break;case 460800:
      cfsetispeed(&newtio, B460800);
      cfsetospeed(&newtio, B460800);break;case 921600:
      printf("B921600n");
      cfsetispeed(&newtio, B921600);
      cfsetospeed(&newtio, B921600);       break; default:
      cfsetispeed(&newtio, B9600);
      cfsetospeed(&newtio, B9600);       break;
      }if( nStop == 1 )
      newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB; else if ( nStop == 2 )
      newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
      newtio.c_cc[VTIME]  = 0;
      newtio.c_cc[VMIN] = 0;
      tcflush(fd,TCIFLUSH); if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
      {
      perror("com set error");return -1;
      }
      return 0;
      }
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