嵌入式基础-串口引脚定义、配置

_qDcf

1356人浏览 · 2025-10-20 09:06:30

_qDcf · 2025-10-20 09:06:30 发布

1. 串口引脚

STM32的串口（USART/UART）是其与外部设备进行数据通信的核心外设之一。下面将详细介绍STM32常见型号的串口引脚定义、配置方法及使用要点。

1.1. 📍 一、STM32串口引脚定义

STM32芯片通常提供多个串口（如USART1、USART2、USART3、UART4、UART5等），每个串口至少包含两个关键引脚：

TX（发送引脚）：用于数据输出，需连接至外部设备的RX引脚。
RX（接收引脚）：用于数据输入，需连接至外部设备的TX引脚。

以STM32F103系列（大容量型号）为例，其串口引脚分配如下：

在这里插入图片描述

注意：

部分引脚支持重映射功能（如USART1的TX可重映射至PB6，RX至PB7），需参考芯片数据手册配置。
不同STM32系列（如F1/F4/H7）的引脚可能略有差异，应以具体型号的参考手册为准。

1.2. 🔧 二、串口的使用方法

使用串口需完成硬件连接和软件配置两大步骤。

1.2.1. 硬件连接

基本连接：将STM32的TX引脚连接至外部设备（如USB转TTL模块、传感器）的RX引脚，STM32的RX引脚连接至外部设备的TX引脚，并确保共地（GND连接）。
电平匹配：若外部设备为RS232电平（如PC串口），需使用电平转换芯片（如MAX232）；若为3.3V TTL电平（如多数模块），可直接连接。

1.2.2. 软件配置步骤（以HAL库为例）

以下是配置串口的通用流程：

步骤1：使能时钟

使能串口所属的总线时钟（如USART1属于APB2，USART2/3属于APB1）。
使能对应GPIO端口的时钟。

步骤2：配置GPIO引脚

将TX引脚设置为复用推挽输出（GPIO_Mode_AF_PP），RX引脚设置为浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）。

步骤3：初始化串口参数

关键参数包括：

波特率：常见值有9600、115200等，需与通信双方一致。
数据位：通常为8位。
停止位：通常为1位。
奇偶校验：无校验（Parity_None）、奇校验或偶校验。
流控制：若无硬件流控，设为None。

步骤4（可选）：配置中断/DMA

若需实时接收数据，可使能接收中断（如RXNE中断）或使用DMA减少CPU开销。

步骤5：使能串口

调用使能函数（如USART_Cmd()或HAL_UART_Init()）启动串口。

1.2.3. 代码示例（STM32F103 USART1初始化）


// 1. 时钟使能

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  

// 2. GPIO配置

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;  // TX

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // RX

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  

// 3. 串口参数配置

USART_InitTypeDef USART_InitStruct;

USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;

USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);

  

// 4. 使能串口

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

1.2.4. 数据收发操作

发送数据：调用库函数（如USART_SendData()）或使用DMA。
接收数据：可采用轮询方式（检查RXNE标志）或中断方式（更高效）。

实用技巧：重定向printf用于调试

通过重写fputc函数，可直接使用printf打印调试信息：


#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *f) {

    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 1000); // 发送至USART1

    return ch;

}

// 此后可直接调用：printf("当前温度：%d℃\r\n", temp);