当前位置：首页 > news >正文

完整教程：嵌入式之串口通信

news 2026/5/12 0:01:41

提示：CubeMx实现串口通信、代码实现

文章目录

一、CubeMx实现串口通信
二、代码实现
- 1.发送
- 2.接受
三、常用电平标准

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、CubeMx实现串口通信

在这里插入图片描述

波特率配置：常用115200、9600等
含义：115200 指的就是串口的波特率为 115200 bit/s，也就是理论上每秒可以传输 115200 个二进制位

但是，实际通信，串口需要：
1位起始位（低电平）+ 8位数据位 + 0/1位奇偶校验位（可有可无） + 1位停止位（高电平）

1 个 Byte = 8 个 bit，在串口通信的常见配置（8 位数据位 + 1 位停止位 + 无校验）下，每传输 1 个字节的有效数据，实际需要发送 1（起始位）+8（数据位）+1（停止位）=10 bit。
按 115200 bit/s 计算，实际每秒能传输的有效字节数约为 115200 ÷ 10 = 11520 Byte/s，也就是约 11.25 KB/s。

异步通信
串口只有两根线，tx、rx（交叉连接），无时钟线，通过波特率同步

在这里插入图片描述
3. 中断
通过中断接收外部发送的消息，提高CPU的利用率。

二、代码实现

1.发送

代码如下（示例）：

// 发送以'\0'结尾的字符串，利用strlen计算长度
uint8_t tx_str[] = "串口发送测试\r\n";
// 发送字符串，超时时间100ms
HAL_UART_Transmit(&huart1, tx_str, strlen((char*)tx_str), 100);
// 简化写法（直接传字符串）
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"Hello World!\r\n", 14, 100);
// 注："Hello World!\r\n" 共14个字节（含换行符），也可用strlen计算

2.接受

代码如下（示例）：

> 首先在main函数里初始化要开启串口空闲中断

// 开启串口空闲中断接收（核心函数）
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, uart_rx, 50);

/**
* @brief  串口空闲中断回调函数（仅保留LED控制解析）
* @param  huart: 串口句柄
* @param  Size: 实际接收字节数
* @retval 无
*/
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
if(huart->Instance == USART1)
{
// 1. 保存接收数据长度
uint16_t uart_rx_len = Size;
// 2. 清空解析临时变量，避免残留
char cmd_key[10] = {0};    // 指令关键字（如SET_LED）
int led_state = -1;        // LED状态参数
char echo_buf[64] = {0};   // 回显缓存
// 3. 核心：用sscanf解析串口数据
// 格式：SET_LED:0/1 （控制LED）
int ret1 = sscanf((char*)uart_rx_buf, "%9[^:]:%d", cmd_key, &led_state);
// 4. 根据解析结果执行LED控制逻辑
if(ret1 == 2)  // 解析到“关键字:数字”格式（如SET_LED:1）
{
if(strcmp(cmd_key, "SET_LED") == 0)
{
// 执行LED控制逻辑
if(led_state == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
sprintf(echo_buf, "[OK] LED已关闭\r\n");
}
else if(led_state == 1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
sprintf(echo_buf, "[OK] LED已打开\r\n");
}
else
{
sprintf(echo_buf, "[ERROR] LED参数错误（仅0/1）\r\n");
}
}
else
{
sprintf(echo_buf, "[ERROR] 未知指令：%s\r\n", cmd_key);
}
}
else  // 解析失败（格式错误）
{
sprintf(echo_buf, "[ERROR] 指令格式错误！\r\n");
sprintf(echo_buf + strlen(echo_buf), "支持格式：SET_LED:0/1\r\n");
}
// 5. 回显处理结果
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)echo_buf, strlen(echo_buf), 100);
// 6. 清空缓冲区，重新开启空闲中断（关键）
memset(uart_rx_buf, 0, UART_RX_BUF_SIZE);
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, uart_rx_buf, UART_RX_BUF_SIZE);
}
}
/**
* @brief  串口错误回调函数
* @retval 无
*/
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance == USART1)
{
memset(uart_rx_buf, 0, UART_RX_BUF_SIZE);
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, uart_rx_buf, UART_RX_BUF_SIZE);
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"[ERROR] 串口接收错误！\r\n", 24, 100);
}
}