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GD32F303实战【4】串口通信从零到一：配置、收发与调试

news 2026/6/20 3:27:05

1. 串口通信基础：从概念到硬件连接

第一次接触GD32F303的串口功能时，我完全被各种术语搞晕了。USART、UART、波特率、数据帧...这些名词听起来很专业，其实理解起来并不难。让我用最直白的方式给你解释清楚。

串口通信就像两个人用对讲机通话。对讲机需要约定好相同的频道（波特率），说话要有开始和结束的标记（起始位和停止位），还要确认对方是否听清楚了（校验位）。在GD32F303上，USART0就是我们最常用的"对讲机频道"，对应PA9(TX)和PA10(RX)两个引脚，TX负责发送数据，RX负责接收数据。

硬件连接特别简单，你只需要：

用USB转TTL模块连接开发板
模块的TX接开发板的RX(PA10)
模块的RX接开发板的TX(PA9)
共地连接(GND接GND)

我刚开始总把TX和RX接反，导致数据传不出去。后来记住一个口诀："发对收，收对发"，就是开发板的TX接模块的RX，开发板的RX接模块的TX。

2. USART与UART的区别：同步还是异步？

很多新手会困惑USART和UART的区别。简单来说，UART只能异步通信，而USART既支持异步也支持同步。就像手机的通话功能（同步）和短信功能（异步）的区别。

在GD32F303上，我们通常使用异步模式，这时USART和UART的用法完全一样。同步模式一般用于特殊场景，比如驱动SPI设备。异步通信的优势是不需要时钟线，接线简单；缺点是传输速率不能太高，且需要双方约定好相同的波特率。

我实测过GD32F303的USART0，在115200波特率下非常稳定。高于这个速率时，偶尔会出现数据丢失，所以建议新手先用这个波特率。

3. 串口初始化配置：一步一步来

配置串口就像设置对讲机，需要把各个参数都调对。下面是我调试多次后总结的最佳配置方案：

void uart0_init(void) { // 1. 开启时钟 rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0); // 2. 配置GPIO引脚 gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9); // TX gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10); // RX // 3. 复位USART usart_deinit(USART0); // 4. 设置波特率115200 usart_baudrate_set(USART0, 115200U); // 5. 使能接收和发送 usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE); usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE); // 6. 使能USART usart_enable(USART0); }

这里有几个容易出错的地方：

忘记开启GPIO时钟和USART时钟（我就犯过这个错）
TX引脚要配置为复用推挽输出，RX配置为浮空输入
波特率设置要准确，常用的有9600、115200等

4. 数据发送：三种常用方式

实际项目中，我们需要发送不同类型的数据。我整理了三种最常用的发送函数：

4.1 发送单个字节

void uart0_send_byte(uint8_t ch) { usart_data_transmit(USART0, ch); while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE)); }

这个函数会等待发送完成才返回。TBE标志位表示发送缓冲区为空，可以发送下一个字节。

4.2 发送字符串

void uart0_send_string(uint8_t *str) { while(*str) { uart0_send_byte(*str++); } }

使用时直接传入字符串指针，比如：

uart0_send_string("Hello GD32F303!\r\n");

4.3 发送任意数据数组

void uart0_send_data(uint8_t *data, int len) { for(int i=0; i<len; i++) { uart0_send_byte(data[i]); } }

这个函数特别适合发送传感器数据或自定义协议数据。

5. 中断接收数据：高效处理方案

串口接收最可靠的方式是使用中断。下面是我在实际项目中验证过的稳定方案：

#define BUFFER_SIZE 100 uint8_t uart0_rx_buff[BUFFER_SIZE]; uint16_t uart0_rx_index = 0; void USART0_IRQHandler(void) { if(usart_interrupt_flag_get(USART0, USART_INT_FLAG_RBNE)) { uint8_t ch = usart_data_receive(USART0); if(uart0_rx_index < BUFFER_SIZE) { uart0_rx_buff[uart0_rx_index++] = ch; // 检测到回车换行认为一条命令结束 if(ch == '\n' || ch == '\r') { process_command(uart0_rx_buff, uart0_rx_index); uart0_rx_index = 0; } } else { // 缓冲区溢出处理 uart0_rx_index = 0; } } }

使用中断接收需要注意：

在主程序中开启USART中断
在NVIC中配置USART0中断优先级
缓冲区大小要合适，太小容易溢出，太大浪费内存

6. 调试技巧：串口助手的使用

调试串口时，一个好用的串口调试助手能事半功倍。我推荐使用以下功能：

自动添加回车换行（发送时勾选"加回车换行"）
十六进制显示（调试二进制数据时特别有用）
定时发送功能（测试通信稳定性）

常见问题排查：

如果收不到数据：检查接线是否正确，波特率是否匹配
收到乱码：检查地线是否接好，波特率是否准确
数据不完整：降低波特率试试，或者检查缓冲区大小

7. 实战案例：温度传感器数据上报

最后分享一个真实案例：通过串口上报温度传感器数据。硬件连接DS18B20到GD32F303，每1秒上报一次温度。

while(1) { float temp = read_temperature(); char buffer[50]; sprintf(buffer, "Temperature: %.2fC\r\n", temp); uart0_send_string(buffer); delay_ms(1000); }

这个简单的例子包含了串口初始化和数据发送的全部要素。你可以在此基础上扩展，比如加入校验、协议头等。

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http://www.jsqmd.com/news/1046092/