STM32L476应用开发之三：串行通讯实验

在我们的项目需求中，有两个串口应用需求，一个是与炭氢传感器的通讯，另一个是与显示屏的通讯。鉴于此，我们需要实验串行通讯。

1、硬件设计

串行通讯一个采用RS232接口，另一个直接采用TTL方式。我们在STM32L476RG开发板中，发现USART1和USART3的输入输出端口已经引出来，所以我们使用这两个串口。

USART1_TX           PA9              CN5-1

USART1_RX          PA10     CN9-3

USART3_TX           PC4              CN10-34

USART3_RX          PC5              CN10-6

如下图红色方框中所示：

 

对于RS232接口我们采用了周立功RSM232模块来做实验，其推荐的连接方式如下图：

 

在实验过程中我们不需要这些保护措施，根据以上的分析我们可以对串口通讯做如下设计。RS232接口原理图如下：

 

对于单总线TTL通讯，我们采用如下原理图来实现：

 

2、软件设计

完成硬件连接后我们可以开始软件开发了，首先我们在STM32CubeMX中对硬件部分进行配置。其中USART1和USART3的配置如下图所示：

 

而后对串口部分做参数配置，波特率等按要求配置好，很简单在此不多说了。接下来编写测试代码。

static void Test_UART_Configuration(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;

  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

定义一个简单的类Modbus通讯协议，采用中断方式来实现数据接收。中断处理函数如下：

void USART1_ReceiveDataHandle(void)
{
  if(ozonatorRxLength>=RETURNING_DATA_LENGTH)
  {
    ozonatorRxLength=0;
  }
  /*接收寄存器为空,等待字节被对应的串口完全接收*/
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)
  {
    uint8_t rData;
    /*获取接收到的字节*/
    HAL_UART_Receive(&huart1,&rData,1,1000);
    TestRxBuffer[ozonatorRxLength++] = rData;
  }
}

对接收到的信息进行解析，并根据请求命令完成放回信息的编码并回传。

/*解析接收到的信息，并返回合成的回复信息和信息的字节长度，通过回调函数*/
uint16_t ParsingMasterAccessCommand(uint8_t *receivedMessage,uint8_t *respondBytes,uint16_t rxLength)
{
  uint16_t respondLength=0;
  /*判断是否是本站，如不是不处理*/
  uint8_t slaveAddress=*receivedMessage;
  if(slaveAddress!=StationAddress)
  {
    return 0;
  }

  /*判断功能码是否有误*/
  FunctionCode fc=(FunctionCode)(*(receivedMessage+1));
  if(CheckFunctionCode(fc)!=MB_OK)
  {
    return 0;
  }

  /*信息校验，如不正确则为错误信息不用处理*/
  uint16_t dataLength=8;
  if((fc==WriteMultipleCoil)||(fc==WriteMultipleRegister))
  {
    dataLength=(uint16_t)(*(receivedMessage+6))+9;
    if(rxLength<dataLength)//尚未接收完整
    {
      return 65535;
    }
  }

  bool chechMessageNoError=CheckRTUMessageIntegrity(receivedMessage,dataLength);
  if(!chechMessageNoError)
  {
    return 0;
  } 

  uint16_t startAddress=(uint16_t)(*(receivedMessage+2));
  startAddress=(startAddress<<8)+(uint16_t)(*(receivedMessage+3));
  uint16_t quantity=(uint16_t)(*(receivedMessage+4));
  quantity=(quantity<<8)+(uint16_t)(*(receivedMessage+5));
  uint8_t index=(fc>0x08)?(fc-0x09):(fc-0x01);

  respondLength=HandleMasterCommand[index](startAddress,quantity,receivedMessage,respondBytes);

  return respondLength;
}

3、测试结果

通过USB转RS232接口的模块接入电脑通过AccessPort和串口出手来对通讯进行测试。下图是在AccessPort中监控到的数据收发状态：

 

下图是在串口助手中发送命令及接收反馈的截图：

 

串口通讯方式测试完成，完全能符合我们的要求。