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STM32

串口通信小试牛刀

串口通信小试牛刀

目录

  • 串口通信小试牛刀
  • 一、串口通信协议：RS-232
    • 1.串口通信协议
    • 2. RS-232
    • 3.RS232电平与TTL电平的区别
    • 4.USB/TTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理
      • 1.模块介绍
      • 2.模块用途
      • 3.硬件设计
  • 二、stm32CubeMX的安装
    • 1.配置环境变量
    • 2.安装STM32CubeMX
    • 3.初始化代码
    • 4.修改代码并点亮流水灯
  • 三、STM32的USART串口通讯程序
    • 1.USART介绍
    • 2.USART配置:
    • 3.汇编实现
    • 4.hel库实现
      • 1.SRM32CubeMX
      • 2.Keil
  • 三、总结
  • 四、参考文献

一、串口通信协议：RS-232

1.串口通信协议

串口通信指串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比特字节（byte）的串行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。串口通信协议是指规定了数据包的内容，内容包含了起始位、主体数据、校验位及停止位，双方需要约定一致的数据包格式才能正常收发数据的有关规范。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。

2. RS-232

RS-232标准接口（又称EIA RS-232）是常用的串行通信接口标准之一，它是由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定，其全名是“数据终端设备( DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。1

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。

3.RS232电平与TTL电平的区别

  • TTL电平标准:

    • 输出L：<0.8V；H:>2.4V。
    • 输入L：<1.2V；H:>2.0V。
    • TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。于是TTL电平的输入低电平的噪声容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高电平的噪声容限为(5-2.4)/2=1.3V。

  • RS232标准:

    • 逻辑1的电平为-3～-15V，逻辑0的电平为+3～+15V，注意电平的定义反相了一次。RS232可做到双向传输，全双工通讯，为异步数据传输方式，最高传输速率可达到20Kbps。

  • RS232电平与TTL电平的区别:

    1. 电平的上限和下限定义不一样，CMOS具有更大的抗噪区域。 同是5伏供电的话，ttl一般是1.7V和3.5V的样子，CMOS一般是2.2V，2.9V的样子，不准确，仅供参考。
    2. 电流驱动能力不一样，ttl一般提供25毫安的驱动能力，而CMOS一般在10毫安左右。
    3. 需要的电流输入大小也不一样，一般ttl需要2.5毫安左右，CMOS几乎不需要电流输入。
    4. 很多器件都是兼容TTL和CMOS的，datasheet会有说明。如果不考虑速度和性能，一般器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些ttl电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作。

4.USB/TTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理

1.模块介绍

  1. 模块特点
    CH340C USB转TTL模块以CH340C芯片为核心，内部自带晶振，最高波特率可达2Mbps，软件兼容CH341驱动，过流保护，引出相应的通讯接口与电源接口，通讯接口带有指示灯指示工作状态，通讯稳定，体积小。

    • 全速USB驱动，兼容USB2.0
    • 硬件全双工串口，内置收发缓冲区
    • 支持波特率50bps~2Mbps
    • 输出TTL电平3.3V，兼容5V的IO电平

  2. 模块接口引脚

Symbol（符号） Type （类型） Deion（描述）
TXD 输出 串行数据输出口
RXD 输入 串行数据输出口
GND 电源 接地引脚
3V3 电源 3.3V电源输出引脚（最高250mA）
5V 电源 3.3V电源输出引脚（最高250mA）
DTS 输出 MODEM联络输出信号，请求发送
DTR 输出 MODEM联络输出信号，数据终端就绪

输入输出接口引脚均带有LED指示灯
电源接口引脚中，5V的接口引脚带有LED指示灯

2.模块用途

电脑USB端是USB电平，单片机的信号是TTL电平，两者的电平不同是无法进行通讯的，需要通过转换才能实现相互通讯。CH340C USB 转TTL模块就是实现USB电平与TTL电平相互转换的模块。

  • USB：采用VCC、GND、D+、D-传输，电脑上的插口就是USB接口。
  • TTL：一般指单片机的逻辑电平，不同单片的供电的系统TTL的电平不一样，3.3V单片的TTL电平就是：高电平3.3V（逻辑1），低电平0V（逻辑0）。

  1. 单片机与上位机的通讯

    在调试单片机程序的时候，想了解程序的执行情况或相关信息，一般简单的做法就是用串口把信息发送给电脑，电脑接收到再通过上位机（串口调试助手）显示出来。但是单片机串口发送的信号是TTL电平，电脑能接收到的信号是USB电平，两者无法直接通讯。USB转TTL模块可以把串口发送的TTL信号转换成USB信号再发送给电脑，电脑就可以接收到单片机发送过来的信号并在上位机（串口调试助手）上显示出来。

  2. 单片机的ISP串口程序下载

    大部分单片机都可以使用串口的方式通过相应的上位机软件来下载程序，但是电脑的USB出来的信号是USB信号，单片机是无法识别USB信号的，需要通过USB转TTL模块把USB信号转换成TTL信号才能将程序下载到单片机中。

  3. MODEMD的固件升级

    有些MODEM可以使用串口升级固件，在模块中也引出了RTS，DTR两个MODEM信号输出接口，并带有相应的指示灯指示状态。

3.硬件设计

硬件电路设计主要介绍以CH340C芯片为核心，设计出一个USB转TTL的模块（也就是该模块）。主要包括电源的设计、功能的设计等，其中选用的器件规格型号可以参考产品手册的BOM表。

  • CH340C芯片引脚功能表
引脚序号 引脚名称 类型 引脚说明
1 GND 电源 公共接地端，直接连到USB总线的地线
3 RXD 输入 串行数据输入
4 V3 电源 在3.3V电源电源电压时连接VCC输入外部电源 ; 在5V电源电压时外接容量为0.1uF退藕电容
5 D+ USB信号 直接连接到USB总线的D+数据线
6 D- USB信号 直接连接到USB总线的D-数据线
7 XI 输入 CH340C内部自带晶振，必须悬空
8 XO 输出 CH340C内部自带晶振，必须悬空
9 CTS# 输入 MODEM联络输入信号，清除发送，低（高）有效
10 输入 输入 MODEM联络输入信号，数据装置就绪，低（高）有效
11 RI# 输入 MODEM联络输入信号，振铃提示，低（高）有效
12 DCD# 输入 MODEM联络输入信号，载波检测，低（高）有效
13 DCD# 输出 MODEM联络输入信号，数据终端就绪，低（高）有效
14 RTS# 输出 MODEM联络输入信号，请求发送，低（高）有效
15 R232 电源 辅助RS232使能，高有效，内置下拉
16 VCC 电源 正电源输入端，需外接0.1uF电源退藕电容

  • 模块的电源设计

    • 在CH340C的引脚功能表中红色部分是电源相关的引脚。对于不同电压供电系统的TTL电平是不一样的，大部分的系统是5V或3.3V供电。一般5V的系统是兼容3.3V的TTL电平的，但是3.3V系统是不兼容5V的。为了是能兼容3.3V与5V的系统，模块的电源使用3.3V电源供电。
    • 电脑的USB接口电源输出时5V，最大电流是500mA，在电路中为了防止意外的误操作，在5V的电源端加了一个0.5A,6V的保险丝F1，当电压超过6V或电流超过0.5A保险丝就会断开对电路进行保护。
    • USB输出的电压是5V，而CH340C的芯片采用3.3V供电，为了使模块的供电为3.3V，在电路中加入了一个LDO（低压差线性稳压器）U2，它可以把5V稳压成3.3V，然后对CH340C进行供电（根据手册要求V3引脚也要接3.3V的电源）。每一个电源的输入端都会加上一个0.1uF的滤波电容。
      在模块引出的接口中：
    • 5V：USB的电源输出，电压为5V，电流最大可达500mA
    • 3V3：5V经过LDO稳压后得到的3.3V电压，电流最大可达25mA
    • GND：USB的GND

  • 模块的USB转TTL电路设计

    在CH340C的引脚功能表中蓝色部分是信号相关的引脚，黑色部分的与设计无关的引脚，全部悬空。CH340C芯片的D-，D+与USB的D-，D+连接到一起作为USB电平的信号连接，同时引出TTL电平信号的接口TXD与RXD，还有两个MODEM输出信号接口RTS与DTR。

  • 模块的指示灯电路设计

    为了检测模块是否通电正常，在5V的输入端设计了一个指示灯LED1（红色），该等亮表示模块已经上电。通讯时需要了解数据的收发情况，在TXD，RXD数据接口中分别接入了LED2（蓝色），LED3（绿色）指示灯。当模块到数据时，RXD的指示灯就会亮；模块发送数据时TXD的指示灯就会亮。另外引出的RTS与DTR信号接口也设计了LED4（黄色），LED5（绿色）指示灯。
    因为TXD，RXD，RTS，DTR接口都是从CH340C芯片管脚印出来的，CH340C是3.3V供电，所以设计对应的指示灯的电源应该选择3.3V。TXD与RXD在CH340C中空闲时（没有发生数据传输）是高电平的，对应的指示灯状态时灭的，只有发生数据传输时指示灯才会亮。RTS与DTR接口时CH340C的MODEM输出信号接口，对应的指示灯在用不同的上位机软件它们的亮灭是不确定的。

二、stm32CubeMX的安装

1.配置环境变量

云盘下载:这里使用了这个博客提供的云盘地址
https://blog.csdn.net/Brendon_Tan/article/details/107685563
但是需要Java环境支撑，去官网 https://www.java.com/zh_CN/download/windows-64bit.jsp下载之后遇到了请添加图片描述的问题，搜索之后发现中文版的官网只支持32位的下载，这里需要把中文版网址的zh_CN改成en，访问英文版的官网点击download在这里插入图片描述

找到在这里插入图片描述

选择x64的版本请添加图片描述

就可以安装STM32CubeMX了。

(https://blog.csdn.net/zjszd/article/details/120933702)3.初始化代码

  1. File-New Project
    请添加图片描述
  2. 之后会在线下载一些东西
    请添加图片描述
  3. 选择型号STM32F103C8，选中之后点击start project请添加图片描述
  4. System Core-SYS-debug-Serial Wire请添加图片描述
  5. System Core-RCC-High Speed Clock-Crystal/Ceramic Resonator

请添加图片描述

  1. 勾选Clock Condigiguration-PLLCLK请添加图片描述
  2. Pinout ViewPA0，PB9，PC15设置GPIO_Output
    请添加图片描述
  3. Project Manager- Project -Toolchain / IDE-MDK-ARM
    请添加图片描述
  4. Project Manager- Code Generator-Generated files-勾选第一个请添加图片描述
  5. Generator Code
    请添加图片描述
  6. Open Project 请添加图片描述

4.修改代码并点亮流水灯

  1. 打开main.c文件，在while函数里面添加实现功能的代码
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);//PA0
		HAL_Delay(1000);//1s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);//PA0
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//PB9
		HAL_Delay(1000);//1s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);//PC15
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);//PC15
		HAL_Delay(1000);//1s
  1. 编译，没有错误
    请添加图片描述
  2. 在debug里修改Diog.dll和Parameter
    debug输出波形图
    请添加图片描述
  3. 打开McuFly，运行
    请添加图片描述

三、STM32的USART串口通讯程序

1.USART介绍

  1. 百度百科：
  • (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)
  • 通用同步/异步串行接收/发送器
  • USART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。
  1. 主要特点
  • 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；
  • 独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；
  • 支持5、6、7、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。
  1. 功能引脚
引脚 功能
TX 发送数据输出引脚
RX 接收数据输入引脚
SW_RX 数据接收引脚，只用于单线和智能卡模式，属于内部引脚，没有具体外部引脚。
nRTS 请求以发送(Request To Send)， n 表示低电平有效。如果使能 RTS 流控制，当USART 接收器准备好接收新数据时就会将 nRTS 变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
USART 接收器准备好接收新数据时就会将 nRTS 变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
nCTS 清除以发送(Clear To Send)， n 表示低电平有效。如果使能 CTS 流控制，发送器在发送下一帧数据之前会检测 nCTS 引脚，如果为低电平，表示可以发送数据，如果为高电平则在发送完当前数据帧之后停止发送。该引脚只适用于硬件流控制。
SCLK 发送器时钟输出引脚。这个引脚仅适用于同步模式。

2.USART配置:

  • STM32在只有一个中断的情况下，仍然需要配置优先级，其作用是使能某条中断的触发通道。STM32的中断有至多两个层次，分别是抢占优先级（主优先级）和子优先级（从优先级），而整个优先级设置参数的长度为4位，因此需要首先划分抢占优先级位数和子优先级位数，通过NVIC_PriorityGroupConfig()实现；
  • 特定设备的中断优先级NVIC的属性包含在结构体NVIC_InitTypeDef中，其中字段NVIC_IRQChannel包含了设备的中断向量，保存在启动代码中；字段NVIC_IRQChannelPreemptionPriority为主优先级,NVIC_IRQChannelSubPriority为从优先级，取值的范围应根据位数划分的情况而定；最后NVIC_IRQChannelCmd字段是是否使能，一般置为ENABLE。最后通过NVIC_Init()来使能这一中断向量。

3.汇编实现

  1. 打开Keil-Project-new peoject
    请添加图片描述

  2. 新建文件
    请添加图片描述

  3. 芯片依旧选择STM32F103C8

请添加图片描述

  1. 新建main.s请添加图片描述
    请添加图片描述
    代码
;RCC寄存器地址映像             
RCC_BASE            EQU    0x40021000 
RCC_CR              EQU    (RCC_BASE + 0x00) 
RCC_CFGR            EQU    (RCC_BASE + 0x04) 
RCC_CIR             EQU    (RCC_BASE + 0x08) 
RCC_APB2RSTR        EQU    (RCC_BASE + 0x0C) 
RCC_APB1RSTR        EQU    (RCC_BASE + 0x10) 
RCC_AHBENR          EQU    (RCC_BASE + 0x14) 
RCC_APB2ENR         EQU    (RCC_BASE + 0x18) 
RCC_APB1ENR         EQU    (RCC_BASE + 0x1C) 
RCC_BDCR            EQU    (RCC_BASE + 0x20) 
RCC_CSR             EQU    (RCC_BASE + 0x24) 
                              
;AFIO寄存器地址映像            
AFIO_BASE           EQU    0x40010000 
AFIO_EVCR           EQU    (AFIO_BASE + 0x00) 
AFIO_MAPR           EQU    (AFIO_BASE + 0x04) 
AFIO_EXTICR1        EQU    (AFIO_BASE + 0x08) 
AFIO_EXTICR2        EQU    (AFIO_BASE + 0x0C) 
AFIO_EXTICR3        EQU    (AFIO_BASE + 0x10) 
AFIO_EXTICR4        EQU    (AFIO_BASE + 0x14) 
                                                           
;GPIOA寄存器地址映像              
GPIOA_BASE          EQU    0x40010800 
GPIOA_CRL           EQU    (GPIOA_BASE + 0x00) 
GPIOA_CRH           EQU    (GPIOA_BASE + 0x04) 
GPIOA_IDR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x08) 
GPIOA_ODR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x0C) 
GPIOA_BSRR          EQU    (GPIOA_BASE + 0x10) 
GPIOA_BRR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x14) 
GPIOA_LCKR          EQU    (GPIOA_BASE + 0x18) 
                                                       
;GPIO C口控制                   
GPIOC_BASE          EQU    0x40011000 
GPIOC_CRL           EQU    (GPIOC_BASE + 0x00) 
GPIOC_CRH           EQU    (GPIOC_BASE + 0x04) 
GPIOC_IDR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x08) 
GPIOC_ODR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x0C) 
GPIOC_BSRR          EQU    (GPIOC_BASE + 0x10) 
GPIOC_BRR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x14) 
GPIOC_LCKR          EQU    (GPIOC_BASE + 0x18) 
                                                           
;串口1控制                       
USART1_BASE         EQU    0x40013800 
USART1_SR           EQU    (USART1_BASE + 0x00) 
USART1_DR           EQU    (USART1_BASE + 0x04) 
USART1_BRR          EQU    (USART1_BASE + 0x08) 
USART1_CR1          EQU    (USART1_BASE + 0x0c) 
USART1_CR2          EQU    (USART1_BASE + 0x10) 
USART1_CR3          EQU    (USART1_BASE + 0x14) 
USART1_GTPR         EQU    (USART1_BASE + 0x18) 
                            
;NVIC寄存器地址                
NVIC_BASE           EQU    0xE000E000 
NVIC_SETEN          EQU    (NVIC_BASE + 0x0010)     
;SETENA寄存器阵列的起始地址 
NVIC_IRQPRI         EQU    (NVIC_BASE + 0x0400)     
;中断优先级寄存器阵列的起始地址 
NVIC_VECTTBL        EQU    (NVIC_BASE + 0x0D08)     
;向量表偏移寄存器的地址     
NVIC_AIRCR          EQU    (NVIC_BASE + 0x0D0C)     
;应用程序中断及复位控制寄存器的地址                                                
SETENA0             EQU    0xE000E100 
SETENA1             EQU    0xE000E104 
                            
                              
;SysTick寄存器地址            
SysTick_BASE        EQU    0xE000E010 
SYSTICKCSR          EQU    (SysTick_BASE + 0x00) 
SYSTICKRVR          EQU    (SysTick_BASE + 0x04) 
                              
;FLASH缓冲寄存器地址映像     
FLASH_ACR           EQU    0x40022000 
                             
;SCB_BASE           EQU    (SCS_BASE + 0x0D00) 
                             
MSP_TOP             EQU    0x20005000               
;主堆栈起始值                
PSP_TOP             EQU    0x20004E00               
;进程堆栈起始值             
                            
BitAlias_BASE       EQU    0x22000000               
;位带别名区起始地址         
Flag1               EQU    0x20000200 
b_flas              EQU    (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (0*4))               
;位地址 
b_05s               EQU    (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (1*4))               
;位地址 
DlyI                EQU    0x20000204 
DlyJ                EQU    0x20000208 
DlyK                EQU    0x2000020C 
SysTim              EQU    0x20000210 

;常数定义 
Bit0                EQU    0x00000001 
Bit1                EQU    0x00000002 
Bit2                EQU    0x00000004 
Bit3                EQU    0x00000008 
Bit4                EQU    0x00000010 
Bit5                EQU    0x00000020 
Bit6                EQU    0x00000040 
Bit7                EQU    0x00000080 
Bit8                EQU    0x00000100 
Bit9                EQU    0x00000200 
Bit10               EQU    0x00000400 
Bit11               EQU    0x00000800 
Bit12               EQU    0x00001000 
Bit13               EQU    0x00002000 
Bit14               EQU    0x00004000 
Bit15               EQU    0x00008000 
Bit16               EQU    0x00010000 
Bit17               EQU    0x00020000 
Bit18               EQU    0x00040000 
Bit19               EQU    0x00080000 
Bit20               EQU    0x00100000 
Bit21               EQU    0x00200000 
Bit22               EQU    0x00400000 
Bit23               EQU    0x00800000 
Bit24               EQU    0x01000000 
Bit25               EQU    0x02000000 
Bit26               EQU    0x04000000 
Bit27               EQU    0x08000000 
Bit28               EQU    0x10000000 
Bit29               EQU    0x20000000 
Bit30               EQU    0x40000000 
Bit31               EQU    0x80000000 

;向量表 
    AREA RESET, DATA, READONLY 
    DCD    MSP_TOP            ;初始化主堆栈 
    DCD    Start              ;复位向量 
    DCD    NMI_Handler        ;NMI Handler 
    DCD    HardFault_Handler  ;Hard Fault Handler 
    DCD    0                   
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    SysTick_Handler    ;SysTick Handler 
    SPACE  20                 ;预留空间20字节                 
;代码段 
    AREA |.text|, CODE, READONLY 
    ;主程序开始 
    ENTRY                            
    ;指示程序从这里开始执行 
Start 
    ;时钟系统设置 
    ldr    r0, =RCC_CR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #Bit16 
    str    r1, [r0] 
    ;开启外部晶振使能  
    ;启动外部8M晶振 
                                            
ClkOk           
    ldr    r1, [r0] 
    ands   r1, #Bit17 
    beq    ClkOk 
    ;等待外部晶振就绪 
    ldr    r1,[r0] 
    orr    r1,#Bit17 
    str    r1,[r0] 
    ;FLASH缓冲器 
    ldr    r0, =FLASH_ACR 
    mov    r1, #0x00000032 
    str    r1, [r0] 
           
    ;设置PLL锁相环倍率为7,HSE输入不分频 
    ldr    r0, =RCC_CFGR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14) 
    orr    r1, #Bit10 
    str    r1, [r0] 
    ;启动PLL锁相环 
    ldr    r0, =RCC_CR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #Bit24 
    str    r1, [r0] 
PllOk 
    ldr    r1, [r0] 
    ands   r1, #Bit25 
    beq    PllOk 
    ;选择PLL时钟作为系统时钟 
    ldr    r0, =RCC_CFGR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14) 
    orr    r1, #Bit10 
    orr    r1, #Bit1 
    str    r1, [r0] 
    ;其它RCC相关设置 
    ldr    r0, =RCC_APB2ENR 
    mov    r1, #(Bit14 :OR: Bit4 :OR: Bit2) 
    str    r1, [r0]      
            
    ;PA9串口0发射脚 
    ldr    r0, =GPIOA_CRH 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit4 :OR: Bit5)          
    ;PA.9输出模式,最大速度50MHz  
    orr    r1, #Bit7 
    and    r1, #~Bit6 
    ;10：复用功能推挽输出模式 
    str    r1, [r0]    


    ldr    r0, =USART1_BRR   
    mov    r1, #0x271 
    str    r1, [r0] 
    ;配置波特率-> 115200 
                   
    ldr    r0, =USART1_CR1   
    mov    r1, #0x200c 
    str    r1, [r0] 
    ;USART模块总使能 发送与接收使能 
    ;71 02 00 00   2c 20 00 00 
             
    ;AFIO 参数设置             
    ;Systick 参数设置 
    ldr    r0, =SYSTICKRVR           
    ;Systick装初值 
    mov    r1, #9000 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =SYSTICKCSR           
    ;设定,启动Systick 
    mov    r1, #0x03 
    str    r1, [r0] 
              
    ;切换成用户级线程序模式 
    ldr    r0, =PSP_TOP                   
    ;初始化线程堆栈 
    msr    psp, r0 
    mov    r0, #3 
    msr    control, r0 
              
    ;初始化SRAM寄存器 
    mov    r1, #0 
    ldr    r0, =Flag1 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyI 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyJ 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyK 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =SysTim 
    str    r1, [r0] 
               
;主循环            
main            
    ldr    r0, =Flag1 
    ldr    r1, [r0] 
    tst    r1, #Bit1                 
    ;SysTick产生0.5s,置位bit 1 
    beq    main                  ;0.5s标志还没有置位       
     
    ;0.5s标志已经置位 
    ldr    r0, =b_05s                
    ;位带操作清零0.5s标志 
    mov    r1, #0 
    str    r1, [r0] 

    mov    r0, #'H' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'e' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'l' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'l' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'o' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #' ' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'W' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'i' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'n' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'d' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'o' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'w' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'\n' 
    bl     send_a_char
	
	b      main
                                  
;子程序 串口1发送一个字符 
send_a_char 
    push   {r0 - r3} 
    ldr    r2, =USART1_DR   
    str    r0, [r2] 
b1 
    ldr    r2, =USART1_SR  
    ldr    r2, [r2] 
    tst    r2, #0x40 
    beq    b1 
    ;发送完成(Transmission complete)等待 
    pop    {r0 - r3} 
    bx     lr 
                                
;异常程序 
NMI_Handler 
    bx     lr 

HardFault_Handler 
    bx     lr 
              
SysTick_Handler 
    ldr    r0, =SysTim 
    ldr    r1, [r0] 
    add    r1, #1 
    str    r1, [r0] 
    cmp    r1, #500 
    bcc    TickExit 
    mov    r1, #0 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =b_05s  
    ;大于等于500次 清零时钟滴答计数器 设置0.5s标志位 
    ;位带操作置1 
    mov    r1, #1 
    str    r1, [r0] 
TickExit    
    bx     lr 
                                                                           
    ALIGN            
    ;通过用零或空指令NOP填充,来使当前位置与一个指定的边界对齐 
    EN

  1. build
    请添加图片描述请添加图片描述
    这里又有错误，是版本问题，修改一下就好
    请添加图片描述
    请添加图片描述忘了生成.hex文件
    请添加图片描述
    请添加图片描述

  2. McuFly
    请添加图片描述

  3. 调试请添加图片描述
    成功

  4. 观察波形
    debug修改相关设置
    点开波形图添加寄存器
    请添加图片描述
    请添加图片描述

4.hel库实现

1.SRM32CubeMX

  1. File-New Project,选择型号STM32F103C8，选中之后点击start project
    请添加图片描述
    请添加图片描述
    请添加图片描述

  2. System Core-RCC-High Speed Clock-Crystal/Ceramic Resonator
    请添加图片描述

  3. A->Z-USART1-Asynchronous
    请添加图片描述

  4. 勾选Clock Condigiguration-PLLCLK

请添加图片描述

  1. 新建文件名
    Project Manager- Project -Toolchain / IDE-MDK-ARM
    Application Structure-Basic
    请添加图片描述

  2. Project Manager- Code Generator-Generated files-勾选第一个请添加图片描述

  3. Generator Code

  4. Open Project
    请添加图片描述

2.Keil

  1. 在main.c文件的while函数中添加代码
 char data[]="hello windows!\n";
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
		HAL_Delay(1000);

请添加图片描述

  1. build

请添加图片描述

  1. McuFly
    请添加图片描述
  2. 调试
    请添加图片描述
  3. 分析波形
    1. debug
      请添加图片描述
    2. setup
      请添加图片描述
    3. 波形图
      请添加图片描述

三、总结

这次作业我学习了解串口协议和RS-232标准，以及RS232电平与TTL电平的区别，以及USB/TTL转232的工作原理。通过后面的实验汇编语言和STM32CubeMX做两个项目，我了解了STM32CubeMX的基本操作方法，如何建立.hex文件等，比起汇编语言实现，它要方便快捷很多，了解了如何使用Keil波形图分析。当然实验过程中也遇到了很多问题，在自己查阅资料和同学的帮助下都成功地解决了。

四、参考文献

http://www.elecfans.com/emb/jiekou/20171101573461.html
https://www.sohu.com/a/168891691_669755
https://blog.csdn.net/Mark_md/article/details/108597911
https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/112233696
https://blog.csdn.net/vic_to_ry/article/details/110451036
https://www.cnblogs.com/yangguang-it/p/7070787.html

  1. 李永忠主编．现代微机原理与接口技术：西安电子科技大学出版社，2013.10 ↩︎

本文转自 https://blog.csdn.net/zjszd/article/details/120933702，如有侵权，请联系删除。

版权声明：本文为CSDN博主「weixin_45937995」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45937995/article/details/122500944

串口通信小试牛刀

目录

  • 串口通信小试牛刀
  • 一、串口通信协议：RS-232
    • 1.串口通信协议
    • 2. RS-232
    • 3.RS232电平与TTL电平的区别
    • 4.USB/TTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理
      • 1.模块介绍
      • 2.模块用途
      • 3.硬件设计
  • 二、stm32CubeMX的安装
    • 1.配置环境变量
    • 2.安装STM32CubeMX
    • 3.初始化代码
    • 4.修改代码并点亮流水灯
  • 三、STM32的USART串口通讯程序
    • 1.USART介绍
    • 2.USART配置:
    • 3.汇编实现
    • 4.hel库实现
      • 1.SRM32CubeMX
      • 2.Keil
  • 三、总结
  • 四、参考文献

一、串口通信协议：RS-232

1.串口通信协议

串口通信指串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比特字节（byte）的串行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。串口通信协议是指规定了数据包的内容，内容包含了起始位、主体数据、校验位及停止位，双方需要约定一致的数据包格式才能正常收发数据的有关规范。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。

2. RS-232

RS-232标准接口（又称EIA RS-232）是常用的串行通信接口标准之一，它是由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定，其全名是“数据终端设备( DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。1

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。

3.RS232电平与TTL电平的区别

  • TTL电平标准:

    • 输出L：<0.8V；H:>2.4V。
    • 输入L：<1.2V；H:>2.0V。
    • TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。于是TTL电平的输入低电平的噪声容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高电平的噪声容限为(5-2.4)/2=1.3V。

  • RS232标准:

    • 逻辑1的电平为-3～-15V，逻辑0的电平为+3～+15V，注意电平的定义反相了一次。RS232可做到双向传输，全双工通讯，为异步数据传输方式，最高传输速率可达到20Kbps。

  • RS232电平与TTL电平的区别:

    1. 电平的上限和下限定义不一样，CMOS具有更大的抗噪区域。 同是5伏供电的话，ttl一般是1.7V和3.5V的样子，CMOS一般是2.2V，2.9V的样子，不准确，仅供参考。
    2. 电流驱动能力不一样，ttl一般提供25毫安的驱动能力，而CMOS一般在10毫安左右。
    3. 需要的电流输入大小也不一样，一般ttl需要2.5毫安左右，CMOS几乎不需要电流输入。
    4. 很多器件都是兼容TTL和CMOS的，datasheet会有说明。如果不考虑速度和性能，一般器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些ttl电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作。

4.USB/TTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理

1.模块介绍

  1. 模块特点
    CH340C USB转TTL模块以CH340C芯片为核心，内部自带晶振，最高波特率可达2Mbps，软件兼容CH341驱动，过流保护，引出相应的通讯接口与电源接口，通讯接口带有指示灯指示工作状态，通讯稳定，体积小。

    • 全速USB驱动，兼容USB2.0
    • 硬件全双工串口，内置收发缓冲区
    • 支持波特率50bps~2Mbps
    • 输出TTL电平3.3V，兼容5V的IO电平

  2. 模块接口引脚

Symbol（符号） Type （类型） Deion（描述）
TXD 输出 串行数据输出口
RXD 输入 串行数据输出口
GND 电源 接地引脚
3V3 电源 3.3V电源输出引脚（最高250mA）
5V 电源 3.3V电源输出引脚（最高250mA）
DTS 输出 MODEM联络输出信号，请求发送
DTR 输出 MODEM联络输出信号，数据终端就绪

输入输出接口引脚均带有LED指示灯
电源接口引脚中，5V的接口引脚带有LED指示灯

2.模块用途

电脑USB端是USB电平，单片机的信号是TTL电平，两者的电平不同是无法进行通讯的，需要通过转换才能实现相互通讯。CH340C USB 转TTL模块就是实现USB电平与TTL电平相互转换的模块。

  • USB：采用VCC、GND、D+、D-传输，电脑上的插口就是USB接口。
  • TTL：一般指单片机的逻辑电平，不同单片的供电的系统TTL的电平不一样，3.3V单片的TTL电平就是：高电平3.3V（逻辑1），低电平0V（逻辑0）。

  1. 单片机与上位机的通讯

    在调试单片机程序的时候，想了解程序的执行情况或相关信息，一般简单的做法就是用串口把信息发送给电脑，电脑接收到再通过上位机（串口调试助手）显示出来。但是单片机串口发送的信号是TTL电平，电脑能接收到的信号是USB电平，两者无法直接通讯。USB转TTL模块可以把串口发送的TTL信号转换成USB信号再发送给电脑，电脑就可以接收到单片机发送过来的信号并在上位机（串口调试助手）上显示出来。

  2. 单片机的ISP串口程序下载

    大部分单片机都可以使用串口的方式通过相应的上位机软件来下载程序，但是电脑的USB出来的信号是USB信号，单片机是无法识别USB信号的，需要通过USB转TTL模块把USB信号转换成TTL信号才能将程序下载到单片机中。

  3. MODEMD的固件升级

    有些MODEM可以使用串口升级固件，在模块中也引出了RTS，DTR两个MODEM信号输出接口，并带有相应的指示灯指示状态。

3.硬件设计

硬件电路设计主要介绍以CH340C芯片为核心，设计出一个USB转TTL的模块（也就是该模块）。主要包括电源的设计、功能的设计等，其中选用的器件规格型号可以参考产品手册的BOM表。

  • CH340C芯片引脚功能表
引脚序号 引脚名称 类型 引脚说明
1 GND 电源 公共接地端，直接连到USB总线的地线
3 RXD 输入 串行数据输入
4 V3 电源 在3.3V电源电源电压时连接VCC输入外部电源 ; 在5V电源电压时外接容量为0.1uF退藕电容
5 D+ USB信号 直接连接到USB总线的D+数据线
6 D- USB信号 直接连接到USB总线的D-数据线
7 XI 输入 CH340C内部自带晶振，必须悬空
8 XO 输出 CH340C内部自带晶振，必须悬空
9 CTS# 输入 MODEM联络输入信号，清除发送，低（高）有效
10 输入 输入 MODEM联络输入信号，数据装置就绪，低（高）有效
11 RI# 输入 MODEM联络输入信号，振铃提示，低（高）有效
12 DCD# 输入 MODEM联络输入信号，载波检测，低（高）有效
13 DCD# 输出 MODEM联络输入信号，数据终端就绪，低（高）有效
14 RTS# 输出 MODEM联络输入信号，请求发送，低（高）有效
15 R232 电源 辅助RS232使能，高有效，内置下拉
16 VCC 电源 正电源输入端，需外接0.1uF电源退藕电容

  • 模块的电源设计

    • 在CH340C的引脚功能表中红色部分是电源相关的引脚。对于不同电压供电系统的TTL电平是不一样的，大部分的系统是5V或3.3V供电。一般5V的系统是兼容3.3V的TTL电平的，但是3.3V系统是不兼容5V的。为了是能兼容3.3V与5V的系统，模块的电源使用3.3V电源供电。
    • 电脑的USB接口电源输出时5V，最大电流是500mA，在电路中为了防止意外的误操作，在5V的电源端加了一个0.5A,6V的保险丝F1，当电压超过6V或电流超过0.5A保险丝就会断开对电路进行保护。
    • USB输出的电压是5V，而CH340C的芯片采用3.3V供电，为了使模块的供电为3.3V，在电路中加入了一个LDO（低压差线性稳压器）U2，它可以把5V稳压成3.3V，然后对CH340C进行供电（根据手册要求V3引脚也要接3.3V的电源）。每一个电源的输入端都会加上一个0.1uF的滤波电容。
      在模块引出的接口中：
    • 5V：USB的电源输出，电压为5V，电流最大可达500mA
    • 3V3：5V经过LDO稳压后得到的3.3V电压，电流最大可达25mA
    • GND：USB的GND

  • 模块的USB转TTL电路设计

    在CH340C的引脚功能表中蓝色部分是信号相关的引脚，黑色部分的与设计无关的引脚，全部悬空。CH340C芯片的D-，D+与USB的D-，D+连接到一起作为USB电平的信号连接，同时引出TTL电平信号的接口TXD与RXD，还有两个MODEM输出信号接口RTS与DTR。

  • 模块的指示灯电路设计

    为了检测模块是否通电正常，在5V的输入端设计了一个指示灯LED1（红色），该等亮表示模块已经上电。通讯时需要了解数据的收发情况，在TXD，RXD数据接口中分别接入了LED2（蓝色），LED3（绿色）指示灯。当模块到数据时，RXD的指示灯就会亮；模块发送数据时TXD的指示灯就会亮。另外引出的RTS与DTR信号接口也设计了LED4（黄色），LED5（绿色）指示灯。
    因为TXD，RXD，RTS，DTR接口都是从CH340C芯片管脚印出来的，CH340C是3.3V供电，所以设计对应的指示灯的电源应该选择3.3V。TXD与RXD在CH340C中空闲时（没有发生数据传输）是高电平的，对应的指示灯状态时灭的，只有发生数据传输时指示灯才会亮。RTS与DTR接口时CH340C的MODEM输出信号接口，对应的指示灯在用不同的上位机软件它们的亮灭是不确定的。

二、stm32CubeMX的安装

1.配置环境变量

云盘下载:这里使用了这个博客提供的云盘地址
https://blog.csdn.net/Brendon_Tan/article/details/107685563
但是需要Java环境支撑，去官网 https://www.java.com/zh_CN/download/windows-64bit.jsp下载之后遇到了请添加图片描述的问题，搜索之后发现中文版的官网只支持32位的下载，这里需要把中文版网址的zh_CN改成en，访问英文版的官网点击download在这里插入图片描述

找到在这里插入图片描述

选择x64的版本请添加图片描述

就可以安装STM32CubeMX了。

(https://blog.csdn.net/zjszd/article/details/120933702)3.初始化代码

  1. File-New Project
    请添加图片描述
  2. 之后会在线下载一些东西
    请添加图片描述
  3. 选择型号STM32F103C8，选中之后点击start project请添加图片描述
  4. System Core-SYS-debug-Serial Wire请添加图片描述
  5. System Core-RCC-High Speed Clock-Crystal/Ceramic Resonator

请添加图片描述

  1. 勾选Clock Condigiguration-PLLCLK请添加图片描述
  2. Pinout ViewPA0，PB9，PC15设置GPIO_Output
    请添加图片描述
  3. Project Manager- Project -Toolchain / IDE-MDK-ARM
    请添加图片描述
  4. Project Manager- Code Generator-Generated files-勾选第一个请添加图片描述
  5. Generator Code
    请添加图片描述
  6. Open Project 请添加图片描述

4.修改代码并点亮流水灯

  1. 打开main.c文件，在while函数里面添加实现功能的代码
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);//PA0
		HAL_Delay(1000);//1s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);//PA0
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//PB9
		HAL_Delay(1000);//1s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);//PC15
		HAL_Delay(1000);//1s		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);//PC15
		HAL_Delay(1000);//1s
  1. 编译，没有错误
    请添加图片描述
  2. 在debug里修改Diog.dll和Parameter
    debug输出波形图
    请添加图片描述
  3. 打开McuFly，运行
    请添加图片描述

三、STM32的USART串口通讯程序

1.USART介绍

  1. 百度百科：
  • (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)
  • 通用同步/异步串行接收/发送器
  • USART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。
  1. 主要特点
  • 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；
  • 独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；
  • 支持5、6、7、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。
  1. 功能引脚
引脚 功能
TX 发送数据输出引脚
RX 接收数据输入引脚
SW_RX 数据接收引脚，只用于单线和智能卡模式，属于内部引脚，没有具体外部引脚。
nRTS 请求以发送(Request To Send)， n 表示低电平有效。如果使能 RTS 流控制，当USART 接收器准备好接收新数据时就会将 nRTS 变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
USART 接收器准备好接收新数据时就会将 nRTS 变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
nRTS 将被设置为高电平。该引脚只适用于硬件流控制。
nCTS 清除以发送(Clear To Send)， n 表示低电平有效。如果使能 CTS 流控制，发送器在发送下一帧数据之前会检测 nCTS 引脚，如果为低电平，表示可以发送数据，如果为高电平则在发送完当前数据帧之后停止发送。该引脚只适用于硬件流控制。
SCLK 发送器时钟输出引脚。这个引脚仅适用于同步模式。

2.USART配置:

  • STM32在只有一个中断的情况下，仍然需要配置优先级，其作用是使能某条中断的触发通道。STM32的中断有至多两个层次，分别是抢占优先级（主优先级）和子优先级（从优先级），而整个优先级设置参数的长度为4位，因此需要首先划分抢占优先级位数和子优先级位数，通过NVIC_PriorityGroupConfig()实现；
  • 特定设备的中断优先级NVIC的属性包含在结构体NVIC_InitTypeDef中，其中字段NVIC_IRQChannel包含了设备的中断向量，保存在启动代码中；字段NVIC_IRQChannelPreemptionPriority为主优先级,NVIC_IRQChannelSubPriority为从优先级，取值的范围应根据位数划分的情况而定；最后NVIC_IRQChannelCmd字段是是否使能，一般置为ENABLE。最后通过NVIC_Init()来使能这一中断向量。

3.汇编实现

  1. 打开Keil-Project-new peoject
    请添加图片描述

  2. 新建文件
    请添加图片描述

  3. 芯片依旧选择STM32F103C8

请添加图片描述

  1. 新建main.s请添加图片描述
    请添加图片描述
    代码
;RCC寄存器地址映像             
RCC_BASE            EQU    0x40021000 
RCC_CR              EQU    (RCC_BASE + 0x00) 
RCC_CFGR            EQU    (RCC_BASE + 0x04) 
RCC_CIR             EQU    (RCC_BASE + 0x08) 
RCC_APB2RSTR        EQU    (RCC_BASE + 0x0C) 
RCC_APB1RSTR        EQU    (RCC_BASE + 0x10) 
RCC_AHBENR          EQU    (RCC_BASE + 0x14) 
RCC_APB2ENR         EQU    (RCC_BASE + 0x18) 
RCC_APB1ENR         EQU    (RCC_BASE + 0x1C) 
RCC_BDCR            EQU    (RCC_BASE + 0x20) 
RCC_CSR             EQU    (RCC_BASE + 0x24) 
                              
;AFIO寄存器地址映像            
AFIO_BASE           EQU    0x40010000 
AFIO_EVCR           EQU    (AFIO_BASE + 0x00) 
AFIO_MAPR           EQU    (AFIO_BASE + 0x04) 
AFIO_EXTICR1        EQU    (AFIO_BASE + 0x08) 
AFIO_EXTICR2        EQU    (AFIO_BASE + 0x0C) 
AFIO_EXTICR3        EQU    (AFIO_BASE + 0x10) 
AFIO_EXTICR4        EQU    (AFIO_BASE + 0x14) 
                                                           
;GPIOA寄存器地址映像              
GPIOA_BASE          EQU    0x40010800 
GPIOA_CRL           EQU    (GPIOA_BASE + 0x00) 
GPIOA_CRH           EQU    (GPIOA_BASE + 0x04) 
GPIOA_IDR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x08) 
GPIOA_ODR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x0C) 
GPIOA_BSRR          EQU    (GPIOA_BASE + 0x10) 
GPIOA_BRR           EQU    (GPIOA_BASE + 0x14) 
GPIOA_LCKR          EQU    (GPIOA_BASE + 0x18) 
                                                       
;GPIO C口控制                   
GPIOC_BASE          EQU    0x40011000 
GPIOC_CRL           EQU    (GPIOC_BASE + 0x00) 
GPIOC_CRH           EQU    (GPIOC_BASE + 0x04) 
GPIOC_IDR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x08) 
GPIOC_ODR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x0C) 
GPIOC_BSRR          EQU    (GPIOC_BASE + 0x10) 
GPIOC_BRR           EQU    (GPIOC_BASE + 0x14) 
GPIOC_LCKR          EQU    (GPIOC_BASE + 0x18) 
                                                           
;串口1控制                       
USART1_BASE         EQU    0x40013800 
USART1_SR           EQU    (USART1_BASE + 0x00) 
USART1_DR           EQU    (USART1_BASE + 0x04) 
USART1_BRR          EQU    (USART1_BASE + 0x08) 
USART1_CR1          EQU    (USART1_BASE + 0x0c) 
USART1_CR2          EQU    (USART1_BASE + 0x10) 
USART1_CR3          EQU    (USART1_BASE + 0x14) 
USART1_GTPR         EQU    (USART1_BASE + 0x18) 
                            
;NVIC寄存器地址                
NVIC_BASE           EQU    0xE000E000 
NVIC_SETEN          EQU    (NVIC_BASE + 0x0010)     
;SETENA寄存器阵列的起始地址 
NVIC_IRQPRI         EQU    (NVIC_BASE + 0x0400)     
;中断优先级寄存器阵列的起始地址 
NVIC_VECTTBL        EQU    (NVIC_BASE + 0x0D08)     
;向量表偏移寄存器的地址     
NVIC_AIRCR          EQU    (NVIC_BASE + 0x0D0C)     
;应用程序中断及复位控制寄存器的地址                                                
SETENA0             EQU    0xE000E100 
SETENA1             EQU    0xE000E104 
                            
                              
;SysTick寄存器地址            
SysTick_BASE        EQU    0xE000E010 
SYSTICKCSR          EQU    (SysTick_BASE + 0x00) 
SYSTICKRVR          EQU    (SysTick_BASE + 0x04) 
                              
;FLASH缓冲寄存器地址映像     
FLASH_ACR           EQU    0x40022000 
                             
;SCB_BASE           EQU    (SCS_BASE + 0x0D00) 
                             
MSP_TOP             EQU    0x20005000               
;主堆栈起始值                
PSP_TOP             EQU    0x20004E00               
;进程堆栈起始值             
                            
BitAlias_BASE       EQU    0x22000000               
;位带别名区起始地址         
Flag1               EQU    0x20000200 
b_flas              EQU    (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (0*4))               
;位地址 
b_05s               EQU    (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (1*4))               
;位地址 
DlyI                EQU    0x20000204 
DlyJ                EQU    0x20000208 
DlyK                EQU    0x2000020C 
SysTim              EQU    0x20000210 

;常数定义 
Bit0                EQU    0x00000001 
Bit1                EQU    0x00000002 
Bit2                EQU    0x00000004 
Bit3                EQU    0x00000008 
Bit4                EQU    0x00000010 
Bit5                EQU    0x00000020 
Bit6                EQU    0x00000040 
Bit7                EQU    0x00000080 
Bit8                EQU    0x00000100 
Bit9                EQU    0x00000200 
Bit10               EQU    0x00000400 
Bit11               EQU    0x00000800 
Bit12               EQU    0x00001000 
Bit13               EQU    0x00002000 
Bit14               EQU    0x00004000 
Bit15               EQU    0x00008000 
Bit16               EQU    0x00010000 
Bit17               EQU    0x00020000 
Bit18               EQU    0x00040000 
Bit19               EQU    0x00080000 
Bit20               EQU    0x00100000 
Bit21               EQU    0x00200000 
Bit22               EQU    0x00400000 
Bit23               EQU    0x00800000 
Bit24               EQU    0x01000000 
Bit25               EQU    0x02000000 
Bit26               EQU    0x04000000 
Bit27               EQU    0x08000000 
Bit28               EQU    0x10000000 
Bit29               EQU    0x20000000 
Bit30               EQU    0x40000000 
Bit31               EQU    0x80000000 

;向量表 
    AREA RESET, DATA, READONLY 
    DCD    MSP_TOP            ;初始化主堆栈 
    DCD    Start              ;复位向量 
    DCD    NMI_Handler        ;NMI Handler 
    DCD    HardFault_Handler  ;Hard Fault Handler 
    DCD    0                   
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    0 
    DCD    SysTick_Handler    ;SysTick Handler 
    SPACE  20                 ;预留空间20字节                 
;代码段 
    AREA |.text|, CODE, READONLY 
    ;主程序开始 
    ENTRY                            
    ;指示程序从这里开始执行 
Start 
    ;时钟系统设置 
    ldr    r0, =RCC_CR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #Bit16 
    str    r1, [r0] 
    ;开启外部晶振使能  
    ;启动外部8M晶振 
                                            
ClkOk           
    ldr    r1, [r0] 
    ands   r1, #Bit17 
    beq    ClkOk 
    ;等待外部晶振就绪 
    ldr    r1,[r0] 
    orr    r1,#Bit17 
    str    r1,[r0] 
    ;FLASH缓冲器 
    ldr    r0, =FLASH_ACR 
    mov    r1, #0x00000032 
    str    r1, [r0] 
           
    ;设置PLL锁相环倍率为7,HSE输入不分频 
    ldr    r0, =RCC_CFGR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14) 
    orr    r1, #Bit10 
    str    r1, [r0] 
    ;启动PLL锁相环 
    ldr    r0, =RCC_CR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #Bit24 
    str    r1, [r0] 
PllOk 
    ldr    r1, [r0] 
    ands   r1, #Bit25 
    beq    PllOk 
    ;选择PLL时钟作为系统时钟 
    ldr    r0, =RCC_CFGR 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14) 
    orr    r1, #Bit10 
    orr    r1, #Bit1 
    str    r1, [r0] 
    ;其它RCC相关设置 
    ldr    r0, =RCC_APB2ENR 
    mov    r1, #(Bit14 :OR: Bit4 :OR: Bit2) 
    str    r1, [r0]      
            
    ;PA9串口0发射脚 
    ldr    r0, =GPIOA_CRH 
    ldr    r1, [r0] 
    orr    r1, #(Bit4 :OR: Bit5)          
    ;PA.9输出模式,最大速度50MHz  
    orr    r1, #Bit7 
    and    r1, #~Bit6 
    ;10：复用功能推挽输出模式 
    str    r1, [r0]    


    ldr    r0, =USART1_BRR   
    mov    r1, #0x271 
    str    r1, [r0] 
    ;配置波特率-> 115200 
                   
    ldr    r0, =USART1_CR1   
    mov    r1, #0x200c 
    str    r1, [r0] 
    ;USART模块总使能 发送与接收使能 
    ;71 02 00 00   2c 20 00 00 
             
    ;AFIO 参数设置             
    ;Systick 参数设置 
    ldr    r0, =SYSTICKRVR           
    ;Systick装初值 
    mov    r1, #9000 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =SYSTICKCSR           
    ;设定,启动Systick 
    mov    r1, #0x03 
    str    r1, [r0] 
              
    ;切换成用户级线程序模式 
    ldr    r0, =PSP_TOP                   
    ;初始化线程堆栈 
    msr    psp, r0 
    mov    r0, #3 
    msr    control, r0 
              
    ;初始化SRAM寄存器 
    mov    r1, #0 
    ldr    r0, =Flag1 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyI 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyJ 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =DlyK 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =SysTim 
    str    r1, [r0] 
               
;主循环            
main            
    ldr    r0, =Flag1 
    ldr    r1, [r0] 
    tst    r1, #Bit1                 
    ;SysTick产生0.5s,置位bit 1 
    beq    main                  ;0.5s标志还没有置位       
     
    ;0.5s标志已经置位 
    ldr    r0, =b_05s                
    ;位带操作清零0.5s标志 
    mov    r1, #0 
    str    r1, [r0] 

    mov    r0, #'H' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'e' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'l' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'l' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'o' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #' ' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'W' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'i' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'n' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'d' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'o' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'w' 
    bl     send_a_char
	
	mov    r0, #'\n' 
    bl     send_a_char
	
	b      main
                                  
;子程序 串口1发送一个字符 
send_a_char 
    push   {r0 - r3} 
    ldr    r2, =USART1_DR   
    str    r0, [r2] 
b1 
    ldr    r2, =USART1_SR  
    ldr    r2, [r2] 
    tst    r2, #0x40 
    beq    b1 
    ;发送完成(Transmission complete)等待 
    pop    {r0 - r3} 
    bx     lr 
                                
;异常程序 
NMI_Handler 
    bx     lr 

HardFault_Handler 
    bx     lr 
              
SysTick_Handler 
    ldr    r0, =SysTim 
    ldr    r1, [r0] 
    add    r1, #1 
    str    r1, [r0] 
    cmp    r1, #500 
    bcc    TickExit 
    mov    r1, #0 
    str    r1, [r0] 
    ldr    r0, =b_05s  
    ;大于等于500次 清零时钟滴答计数器 设置0.5s标志位 
    ;位带操作置1 
    mov    r1, #1 
    str    r1, [r0] 
TickExit    
    bx     lr 
                                                                           
    ALIGN            
    ;通过用零或空指令NOP填充,来使当前位置与一个指定的边界对齐 
    EN

  1. build
    请添加图片描述请添加图片描述
    这里又有错误，是版本问题，修改一下就好
    请添加图片描述
    请添加图片描述忘了生成.hex文件
    请添加图片描述
    请添加图片描述

  2. McuFly
    请添加图片描述

  3. 调试请添加图片描述
    成功

  4. 观察波形
    debug修改相关设置
    点开波形图添加寄存器
    请添加图片描述
    请添加图片描述

4.hel库实现

1.SRM32CubeMX

  1. File-New Project,选择型号STM32F103C8，选中之后点击start project
    请添加图片描述
    请添加图片描述
    请添加图片描述

  2. System Core-RCC-High Speed Clock-Crystal/Ceramic Resonator
    请添加图片描述

  3. A->Z-USART1-Asynchronous
    请添加图片描述

  4. 勾选Clock Condigiguration-PLLCLK

请添加图片描述

  1. 新建文件名
    Project Manager- Project -Toolchain / IDE-MDK-ARM
    Application Structure-Basic
    请添加图片描述

  2. Project Manager- Code Generator-Generated files-勾选第一个请添加图片描述

  3. Generator Code

  4. Open Project
    请添加图片描述

2.Keil

  1. 在main.c文件的while函数中添加代码
 char data[]="hello windows!\n";
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
		HAL_Delay(1000);

请添加图片描述

  1. build

请添加图片描述

  1. McuFly
    请添加图片描述
  2. 调试
    请添加图片描述
  3. 分析波形
    1. debug
      请添加图片描述
    2. setup
      请添加图片描述
    3. 波形图
      请添加图片描述

三、总结

这次作业我学习了解串口协议和RS-232标准，以及RS232电平与TTL电平的区别，以及USB/TTL转232的工作原理。通过后面的实验汇编语言和STM32CubeMX做两个项目，我了解了STM32CubeMX的基本操作方法，如何建立.hex文件等，比起汇编语言实现，它要方便快捷很多，了解了如何使用Keil波形图分析。当然实验过程中也遇到了很多问题，在自己查阅资料和同学的帮助下都成功地解决了。

四、参考文献

http://www.elecfans.com/emb/jiekou/20171101573461.html
https://www.sohu.com/a/168891691_669755
https://blog.csdn.net/Mark_md/article/details/108597911
https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/112233696
https://blog.csdn.net/vic_to_ry/article/details/110451036
https://www.cnblogs.com/yangguang-it/p/7070787.html

  1. 李永忠主编．现代微机原理与接口技术：西安电子科技大学出版社，2013.10 ↩︎

本文转自 https://blog.csdn.net/zjszd/article/details/120933702，如有侵权，请联系删除。

版权声明：本文为CSDN博主「weixin_45937995」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45937995/article/details/122500944

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