基于HAL库和CubeMX的STM32串口通信以及重定向

基于HAL库和CubeMX的STM32串口通信以及重定向

串口UART，作为基础的一种通信协议应该是我们接触的最早的通信协议，有许多芯片和模块可以利用串口来进行通信。
本期我们介绍如何使用CubeMX实现STM32的串口通信以及对printf等函数的重定向。

CubeMX配置串口通信

首先打开CubeMX，配置时钟树和时钟源。

接着配置我们的串口，设置相对应的波特率。

打开串口的中断。

然后创建工程。

在魔术棒中勾选Use MicroLIB

unsigned char ReciveBuffer;

在全局定义一个缓存用以存储中断接收到的数据。

HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&ReciveBuffer,sizeof(ReciveBuffer));

初始化的时候需要启动串口中断。

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){    
    if (huart->Instance == USART1)  // 判断是哪个UART触发了中断    
    {        
        // 处理接收到的数据        
        HAL_UART_Transmit(&huart1,&ReciveBuffer,sizeof(ReciveBuffer),0);//将接收到的数据发送出去        
        // 可以再次启动中断接收        
        HAL_UART_Receive_IT(huart, &ReciveBuffer, sizeof(ReciveBuffer));    
    }
}

接着编写串口的中断回调函数，我们将接收到的数据发送回PC机。

可以看到，我们发送的数据被原原本本的发送回来了。

串口的重定向

重定向在计算机科学中是一个常见概念，特别是在操作系统和编程语言中。在C语言中，标准输入输出库（stdio.h）提供了标准的输入输出流，如 stdin,
stdout, 和
stderr。这些流默认连接到键盘和显示屏（或者命令行控制台），但是C语言也提供了机制来重定向这些流到其他的输入输出源，比如文件、管道或者其他设备。

串口的重定向可以非常方便的让我们解决发送的格式问题，可以看到，其实使用
HAL_UART_Transmit发送文本是比较麻烦的，C语言的标准库中有printf函数可以方便的让我们实现指定格式的发送，那么如何将printf函数和串口结合到一起呢？

#include <stdio.h>

我们首先需要导入 C语言标准输入输出库，这样子我们就可以使用printf函数了。 通过重写 fputc 函数，可以控制 printf 函数的输出，因为
printf 最终会调用 fputc 来逐个字符地写入输出。通过将这些字符发送到串口，实现了将标准输出重定向到串口的目的。

int fputc(int ch, FILE *f) {    
    // 发送单个字符    
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);        
    // 返回发送的字符    
    return ch;
}

while (1)  {    
    /* USER CODE END WHILE */    
    printf("Hellorn");    
    /* USER CODE BEGIN 3 */  
}  
/* USER CODE END 3 */

正弦波示例

while (1)  {    
    float t = 0;    
    /* USER CODE END WHILE */    
    printf("A:%lfrn",sin(t));//正弦波    
    t+=0.01;    
    /* USER CODE BEGIN 3 */  
}  
/* USER CODE END 3 */

正弦波相加

while (1)  {    
    static float t = 0;    
    /* USER CODE END WHILE */    
    printf("A:%lfrn",sin(t)+sin(10*t));//正弦波相加    
    t+=0.01;    
    /* USER CODE BEGIN 3 */  
}  
/* USER CODE END 3 */

正弦波相乘

while (1)  {    
    static float t = 0;    
    /* USER CODE END WHILE */    
    printf("A:%lfrn",sin(t)*sin(100*t));    
    t+=0.001;    
    /* USER CODE BEGIN 3 */  
}  
/* USER CODE END 3 */