STM32CubeMX與串列埠通訊
阿新 • • 發佈：2021-10-26
一、軟體的安裝
由於軟體是用JAVA編寫，需要提前使用JDK環境
STM32CubeMX官網連結：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html#get-software
進入後如圖所示：
拉到網頁底下：
根據不同的作業系統來選擇不同字尾的安裝下載方式，如果是Linux系統選擇Lin，Mac OS選擇Mac，Windows系統選擇Win，之後會讓你輸入郵箱，輸入郵箱後你的郵件中含有下載連結！！！
下載完成後
勾選第一個選項安裝 ，而後NEXT就可以完成任務，關於安裝的參考連結：https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/112213196
二、初識STM32CubeMX
完成上述安裝後，進入軟體看看如何使用，文中使用的是6.3,0版本，作業系統為Windows
2.1 安裝庫
開啟軟體後 如圖選擇
根據自己不同的晶片系列來選擇，我所使用的是STM32F1系列的
2.2專案的建立
點選New Project建立專案
選擇STM32F103C8晶片
選擇system core下的sys，將debug設定為serial wire
選擇RCC，將High Speed Clock設定為Crystal/Ceramic Resonator
選擇Clock Configuration
更改圖中的兩個不同的電路
2.3配置GPIO
選擇GPIO，一次將B0、C15、A0設定為GPIO_Output
將三個引腳的輸出預設改為High（改完之後會出現三個√）
在1 2 3處分別選擇一些你的專案資訊，如1處為名稱 2為儲存的位置，同時在project Manager下的Project中設定工程名稱和工程路徑，並且選擇編譯軟體，由於我們使用Kei5，選擇MDK-ARM。
在Code Generate中選擇第一個，然後Generate Code
可以在所建立的目錄下，找到我們生成的檔案，然後用keil5開啟。
開啟Application/User/Core中的main檔案
找到第九十四行的while迴圈 ，寫入程式碼
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); // 燈1亮 HAL_Delay(1000); // 延時1s HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 燈1滅 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET); // 燈2亮 HAL_Delay(1000); // 延時1s HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET); // 燈2滅 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); // 燈3亮 HAL_Delay(1000); // 延時1s HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 燈3滅
編譯程式碼進行燒錄，即完成LED的點亮
2.4 結果展示
三、串列埠通訊
3.1 瞭解USART
USART:(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 通用同步/非同步序列接收/傳送器 USART是一個全雙工通用同步/非同步序列收發模組，該介面是一個高度靈活的序列通訊裝置。主要特點
- 全雙工操作（相互獨立的接收資料和傳送資料）；
- 同步操作時，可主機時鐘同步，也可從機時鐘同步；
- 獨立的高精度波特率發生器，不佔用定時/計數器；
- 支援5、6、7、8和9位資料位，1或2位停止位的序列資料幀結構；
- 由硬體支援的奇偶校驗位發生和檢驗；
- 資料溢位檢測；
- 幀錯誤檢測；
- 包括錯誤起始位的檢測噪聲濾波器和數字低通濾波器；
- 三個完全獨立的中斷，TX傳送完成、TX傳送資料暫存器空、RX接收完成；
- 支援多機通訊模式；
- 支援倍速非同步通訊模式。
3.2 輸出Hello world
Hello Wrold彙編程式碼如下
;RCC暫存器地址映像 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暫存器地址映像 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暫存器地址映像 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) ;串列埠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暫存器地址 NVIC_BASE EQU 0xE000E000 NVIC_SETEN EQU (NVIC_BASE + 0x0010) ;SETENA暫存器陣列的起始地址 NVIC_IRQPRI EQU (NVIC_BASE + 0x0400) ;中斷優先順序暫存器陣列的起始地址 NVIC_VECTTBL EQU (NVIC_BASE + 0x0D08) ;向量表偏移暫存器的地址 NVIC_AIRCR EQU (NVIC_BASE + 0x0D0C) ;應用程式中斷及復位控制暫存器的地址 SETENA0 EQU 0xE000E100 SETENA1 EQU 0xE000E104 ;SysTick暫存器地址 SysTick_BASE EQU 0xE000E010 SYSTICKCSR EQU (SysTick_BASE + 0x00) SYSTICKRVR EQU (SysTick_BASE + 0x04) ;FLASH緩衝暫存器地址映像 FLASH_ACR EQU 0x40022000 ;SCB_BASE EQU (SCS_BASE + 0x0D00) MSP_TOP EQU 0x20005000 ;主堆疊起始值 PSP_TOP EQU 0x20004E00 ;程序堆疊起始值 BitAlias_BASE EQU 0x22000000 ;位帶別名區起始地址 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 ;常數定義 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 ;初始化主堆疊 DCD Start ;復位向量 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 ;預留空間20位元組 ;程式碼段 AREA |.text|, CODE, READONLY ;主程式開始 ENTRY ;指示程式從這裡開始執行 Start ;時鐘系統設定 ldr r0, =RCC_CR ldr r1, [r0] orr r1, #Bit16 str r1, [r0] ;開啟外部晶振使能 ;啟動外部8M晶振 ClkOk ldr r1, [r0] ands r1, #Bit17 beq ClkOk ;等待外部晶振就緒 ldr r1,[r0] orr r1,#Bit17 str r1,[r0] ;FLASH緩衝器 ldr r0, =FLASH_ACR mov r1, #0x00000032 str r1, [r0] ;設定PLL鎖相環倍率為7,HSE輸入不分頻 ldr r0, =RCC_CFGR ldr r1, [r0] orr r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14) orr r1, #Bit10 str r1, [r0] ;啟動PLL鎖相環 ldr r0, =RCC_CR ldr r1, [r0] orr r1, #Bit24 str r1, [r0] PllOk ldr r1, [r0] ands r1, #Bit25 beq PllOk ;選擇PLL時鐘作為系統時鐘 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相關設定 ldr r0, =RCC_APB2ENR mov r1, #(Bit14 :OR: Bit4 :OR: Bit2) str r1, [r0] ;IO埠設定 ldr r0, =GPIOC_CRL ldr r1, [r0] orr r1, #(Bit28 :OR: Bit29) ;PC.7輸出模式,最大速度50MHz and r1, #(~Bit30 & ~Bit31) ;PC.7通用推輓輸出模式 str r1, [r0] ;PA9串列埠0發射腳 ldr r0, =GPIOA_CRH ldr r1, [r0] orr r1, #(Bit4 :OR: Bit5) ;PA.9輸出模式,最大速度50MHz orr r1, #Bit7 and r1, #~Bit6 ;10：複用功能推輓輸出模式 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模組總使能 傳送與接收使能 ;71 02 00 00 2c 20 00 00 ;AFIO 引數設定 ;Systick 引數設定 ldr r0, =SYSTICKRVR ;Systick裝初值 mov r1, #9000 str r1, [r0] ldr r0, =SYSTICKCSR ;設定,啟動Systick mov r1, #0x03 str r1, [r0] ;NVIC ;ldr r0, =SETENA0 ;mov r1, 0x00800000 ;str r1, [r0] ;ldr r0, =SETENA1 ;mov r1, #0x00000100 ;str r1, [r0] ;切換成使用者級執行緒序模式 ldr r0, =PSP_TOP ;初始化執行緒堆疊 msr psp, r0 mov r0, #3 msr control, r0 ;初始化SRAM暫存器 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] ;主迴圈 main ldr r0, =Flag1 ldr r1, [r0] tst r1, #Bit1 ;SysTick產生0.5s,置位bit 1 beq main ;0.5s標誌還沒有置位 ;0.5s標誌已經置位 ldr r0, =b_05s ;位帶操作清零0.5s標誌 mov r1, #0 str r1, [r0] bl LedFlas 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, #'o' bl send_a_char mov r0, #'r' bl send_a_char mov r0, #'l' bl send_a_char mov r0, #'d' bl send_a_char mov r0, #'\n' bl send_a_char b main ;子程式 串列埠1傳送一個字元 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 ;傳送完成(Transmission complete)等待 pop {r0 - r3} bx lr ;子程式 led閃爍 LedFlas push {r0 - r3} ldr r0, =Flag1 ldr r1, [r0] tst r1, #Bit0 ;bit0 閃爍標誌位 beq ONLED ;為0 開啟led燈 ;為1 關閉led燈 ldr r0, =b_flas mov r1, #0 str r1, [r0] ;閃爍標誌位置為0,下一狀態為開啟燈 ;PC.7輸出0 ldr r0, =GPIOC_BRR ldr r1, [r0] orr r1, #Bit7 str r1, [r0] b LedEx ONLED ;為0 開啟led燈 ldr r0, =b_flas mov r1, #1 str r1, [r0] ;閃爍標誌位置為1,下一狀態為關閉燈 ;PC.7輸出1 ldr r0, =GPIOC_BSRR ldr r1, [r0] orr r1, #Bit7 str r1, [r0] LedEx pop {r0 - r3} bx lr ;異常程式 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 ;大於等於500次 清零時鐘滴答計數器 設定0.5s標誌位 ;位帶操作置1 mov r1, #1 str r1, [r0] TickExit bx lr ALIGN ;通過用零或空指令NOP填充,來使當前位置與一個指定的邊界對齊 END
首先將程式燒錄進微控制器
隨後斷電，將BOOT0和BOOT1全部置位0，然後開啟串列埠工具
我們會看到連續不斷的向上位機發送“Hello World”
四、波形觀察
Keil 模擬除錯使用邏輯分析儀
點選該選項
選擇DEBUG，如果你的晶片和我一樣 配置成和我一模一樣即可，如果不一樣，只需要講STM後面的晶片系列進行修改即可。
然後點選紅色的DEBUG選項
會多出邏輯分析儀器
選擇即可
- setup：按鈕用於定義記錄訊號的變數、並配置顯示輸出。
- save：按鈕用於將當前已記錄的訊號寫到一個檔案（*.UVLA）中，一邊之後進行分析，還可以存入一個.TAB檔案中，使用其他外部工具進行分析。
- Min Time：抓取訊號的開始時間。
- Max Time：抓取訊號的結束時間。
- Grid：每個柵格代表的時間。
- Zoom：調整時基，相當於示波器的“水平”，In是放大，Out是縮小，All是把抓取的訊號全部顯示出來。可以用滾輪。
- Min/Max：調整抓取訊號的最大值和最小值，這個不準確，如果知道目標的變化範圍可以自己設定。
- Update Screen：用於更新抓取的訊號。
- Transition：用於移動豎著那根紅線，顯示同一時刻所以觀察訊號的值。同時紅線還是參考線，和滑鼠位置配合可以測時間，相當於示波器的游標。
新增訊號後執行結果如下