STM32 USART 串口通信（串口调试助手收发数据）

USART（通用同步异步收发器）是 STM32 最常用的通信方式之一，可用于 数据调试、与外设通信（如 GPS、蓝牙、WiFi 模块）。本指南介绍 USART 串口通信，包括 串口收发、DMA、终端调试助手 等。

1. USART 串口通信简介

STM32 的串口（UART/USART）支持：

异步通信（UART 模式）：仅 TX/RX，适用于普通串口通信
同步通信（USART 模式）：额外使用时钟信号
硬件流控（CTS/RTS）：用于数据流管理
DMA 传输：减少 CPU 负担，提高数据吞吐量

💡 常见波特率：9600、115200（默认），越高速度越快，但误码率增加。

2. 硬件连接

STM32 引脚	功能	连接设备
PA9 (USART1_TX)	串口发送	连接 USB-TTL 模块 RX
PA10 (USART1_RX)	串口接收	连接 USB-TTL 模块 TX
GND	地线	连接 USB-TTL 模块 GND

💡 使用 USB-TTL 转串口工具（如 CH340、CP2102），连接电脑调试助手，如 SSCOM、SecureCRT、Putty。

3. STM32CubeMX 配置 USART

📌 3.1 选择串口

打开 STM32CubeMX
Pinout 界面 选择 USART1
- PA9（TX） → USART1_TX
- PA10（RX） → USART1_RX
配置 USART 模式
- Mode 选择：Asynchronous
- 波特率：115200
- 硬件流控：None
启用 NVIC（中断）（用于接收回调）
Clock Configuration 选择主频（如 72MHz）
生成代码。

4. 代码实现

📌 4.1 USART 初始化

STM32CubeMX 生成 usart.c：

void MX_USART1_UART_Init(void) {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    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;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

📌 4.2 串口发送数据

方法 1：阻塞发送

char msg[] = "Hello STM32!\r\n";
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 100);

📌 适用于简单发送，但会占用 CPU 资源。

方法 2：非阻塞发送（中断）

HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg));

📌 适用于高性能应用，发送完成后触发回调。

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART1) {
        printf("发送完成！\r\n");
    }
}

方法 3：DMA 方式（高效）

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg));

📌 DMA 可实现大数据量传输，适用于高速数据通信。

📌 4.3 串口接收数据

方法 1：阻塞接收

uint8_t rxData[10];
HAL_UART_Receive(&huart1, rxData, 10, 1000);

📌 不适合实时应用，需等待数据到达。

方法 2：中断接收（推荐）

uint8_t rxData;
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rxData, 1);

数据到达后自动触发回调：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART1) {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, &rxData, 1, 10);  // 直接回显
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rxData, 1); // 继续接收
    }
}

📌 适用于实时通信，每次接收 1 字节，避免数据丢失。

方法 3：DMA 接收（适用于大数据）

uint8_t rxBuffer[100];
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rxBuffer, sizeof(rxBuffer));

📌 DMA 方式适合高频数据传输，如 GPS、蓝牙等。

5. printf 重定向（使用串口打印调试）

STM32 默认不支持 printf 打印，需重定向 printf 到 HAL_UART_Transmit()。

int fputc(int ch, FILE *f) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
    return ch;
}

📌 在 main.c 里使用 printf("Hello STM32!\r\n"); 即可调试。

6. 串口调试助手测试

打开串口助手（如 SSCOM、SecureCRT）
选择 对应 COM 口
波特率 115200
打开串口
发送 "hello"，STM32 应回显数据。

7. 低功耗串口

STM32 低功耗模式下，USART 可通过 唤醒（Wake-up） 实现低功耗通信。
代码示例：

__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_WUF);  // 使能唤醒中断
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);  // 进入低功耗模式

📌 STM32 进入 STOP 模式，可通过串口数据唤醒 MCU。

8. 总结

✅ STM32 USART 是最常用的通信接口，可用于调试、外设通信
✅ 支持阻塞、非阻塞（中断）、DMA 三种方式
✅ 通过 printf 重定向，可直接串口调试
✅ 低功耗模式下，可用串口数据唤醒 MCU

💡 建议新手先学会 USART 发送 & 接收，再深入学习 DMA、低功耗等高级用法！ 🚀

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