使用UART和USART在STM32上进行双向通信-编程知识

在本文中，我们将深入了解如何在STM32上使用UART（通用异步收发传输器）和USART（通用同步异步收发传输器）实现双向通信。UART和USART是常见的串口通信协议，通常用于与其他设备进行数据传输。我们将重点介绍如何配置UART和USART外设，以及如何在STM32中实现双向通信。

首先，我们需要选择适当的引脚，并在STM32的引脚配置中进行设置。假设我们选择了UART1和USART1，并将它们连接到两个不同的外部设备。下面是配置引脚的代码示例：

```c
// 引脚配置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};// 使能GPIO时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();// 配置UART引脚
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 配置USART引脚
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_UART1;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
```

在上述代码中，我们启用了GPIOA的时钟，并将引脚9和引脚10设置为UART1的引脚。我们将引脚2和引脚3设置为USART1的引脚。这些引脚配置具体取决于你所选择的UART和USART外设以及引脚的可用性。

接下来，我们需要配置UART和USART外设，以使它们可以进行数据传输。我们分别配置UART1和USART1的示例代码如下：

```c
// UART配置
UART_HandleTypeDef huart1 = {0};// 使能UART时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();// 配置UART
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 9600;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
{// 初始化错误处理Error_Handler();
}// USART配置
USART_HandleTypeDef husart1 = {0};// 使能USART时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();// 配置USART
husart1.Instance = USART1;
husart1.Init.BaudRate = 115200;
husart1.Init.WordLength = USART_WORDLENGTH_8B;
husart1.Init.StopBits = USART_STOPBITS_1;
husart1.Init.Parity = USART_PARITY_NONE;
husart1.Init.Mode = USART_MODE_TX_RX;
husart1.Init.CLKPolarity = USART_POLARITY_LOW;
husart1.Init.CLKPhase = USART_PHASE_1EDGE;
husart1.Init.CLKLastBit = USART_LASTBIT_DISABLE;if (HAL_USART_Init(&husart1) != HAL_OK)
{// 初始化错误处理Error_Handler();
}
```

在上述代码中，我们先分别启用了UART1和USART1的时钟。然后，我们对它们进行了相应的配置。对于UART1，我们设置了波特率为9600，字长为8位，停止位为1，无奇偶校验。我们使能了发送和接收模式，同时禁用了硬件流控制。对于USART1，我们设置了波特率为115200，字长为8位，停止位为1，无奇偶校验。我们使能了发送和接收模式，设置了时钟极性和时钟相位，同时禁用了最后一位时钟。

现在，我们已经成功配置了UART和USART的引脚和外设参数。我们可以使用HAL库提供的函数来发送和接收数据。下面是通过UART和USART进行数据传输的代码示例：

```c
// UART发送数据
uint8_t uart_data_to_send[10] = "Hello UART!";
HAL_UART_Transmit(&huart1, uart_data_to_send, 11, HAL_MAX_DELAY);// UART接收数据
uint8_t uart_data_received[10];
HAL_UART_Receive(&huart1, uart_data_received, 10, HAL_MAX_DELAY);// USART发送数据
uint8_t usart_data_to_send[10] = "Hello USART!";
HAL_USART_Transmit(&husart1, usart_data_to_send, 12, HAL_MAX_DELAY);// USART接收数据
uint8_t usart_data_received[10];
HAL_USART_Receive(&husart1, usart_data_received, 10, HAL_MAX_DELAY);
```

在以上代码中，我们通过HAL_UART_Transmit和HAL_UART_Receive函数分别对UART进行发送和接收数据。通过HAL_USART_Transmit和HAL_USART_Receive函数分别对USART进行发送和接收数据。我们通过传递发送缓冲区的指针、数据长度以及最大延迟时间来实现数据的发送和接收。

最后，我们需要处理可能发生的错误。例如，如果在发送或接收期间发生了错误，我们可以使用回调函数来处理它们（与前面的文章中提到的错误回调函数类似）。

以上是使用UART和USART在STM32上进行双向通信的一个简单示例。通过适当的引脚配置和外设参数设置，我们可以轻松实现双向通信，并进行数据的发送和接收。

【代码】：
完整的代码示例如下：

```c
#include "stm32f4xx_hal.h"// 错误处理函数
void Error_Handler(void)
{while (1){// 错误处理}
}// UART错误回调函数
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if (huart->Instance == USART1){// 处理UART错误Error_Handler();}
}// USART错误回调函数
void HAL_USART_ErrorCallback(USART_HandleTypeDef *husart)
{if (husart->Instance == USART1){// 处理USART错误Error_Handler();}
}int main(void)
{// 引脚配置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};// 使能GPIO时钟__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();// 配置UART引脚GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 配置USART引脚GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_UART1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// UART配置UART_HandleTypeDef huart1 = {0};// 使能UART时钟__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();// 配置UARThuart1.Instance = USART1;huart1.Init.BaudRate = 9600;huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK){// 初始化错误处理Error_Handler();}// USART配置USART_HandleTypeDef husart1 = {0};// 使能USART时钟__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();// 配置USARThusart1.Instance = USART1;husart1.Init.BaudRate = 115200;husart1.Init.WordLength = USART_WORDLENGTH_8B;husart1.Init.StopBits = USART_STOPBITS_1;husart1.Init.Parity = USART_PARITY_NONE;husart1.Init.Mode = USART_MODE_TX_RX;husart1.Init.CLKPolarity = USART_POLARITY_LOW;husart1.Init.CLKPhase = USART_PHASE_1EDGE;husart1.Init.CLKLastBit = USART_LASTBIT_DISABLE;if (HAL_USART_Init(&husart1) != HAL_OK){// 初始化错误处理Error_Handler();}// UART发送数据uint8_t uart_data_to_send[15] = "Hello UART!";HAL_UART_Transmit(&huart1, uart_data_to_send, strlen(uart_data_to_send), HAL_MAX_DELAY);// UART接收数据uint8_t uart_data_received[15];HAL_UART_Receive(&huart1, uart_data_received, 14, HAL_MAX_DELAY);// USART发送数据uint8_t usart_data_to_send[15] = "Hello USART!";HAL_USART_Transmit(&husart1, usart_data_to_send, strlen(usart_data_to_send), HAL_MAX_DELAY);// USART接收数据uint8_t usart_data_received[15];HAL_USART_Receive(&husart1, usart_data_received, 14, HAL_MAX_DELAY);while (1){// 主循环}
}
```

以上是一个简单的例子，介绍了如何使用UART和USART在STM32上进行双向通信。你可以根据实际需求进行修改和扩展。

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