树莓派作为PC端通信STM32（写给自己的一些笔记，以谈话的方式引导学习）

Posted 2021-12-07 衾许°

前言

哎，就说实话，就因为这几天一直在写那个课堂作业嘛，那个通过串口来控制电机调速的，给我学麻了（小声BB，proteus太难用啦），这不，趁热打铁一波，拿STM32的野火的MINI开发板来一波串口通信

咋串口通信呢?一发二收嘛，发是PC端进行发送吧？当然，STM32一样可以通过串口发送数据到我们的树莓派上

为了实现收发的功能那必然要有一条渠道吧，一般串口分为线接和无线串口，我们就不搞这么高级了，先TTL转串口试试，首先就是硬件的连接了

 树莓派接收端RXD发送端TXD引脚

捞一下这个树莓派这一排排针都是些啥脚，这不，一眼望去就看见了TXD0和RXD0这两个玩意，分别为GPIO14和GPIO15，等等我们就是要用到这两个脚。

那STM32呢？先不着急怎么去接线.. 

在这之前我们先复习一下STM32的与PC端进行串口通信的操作（我这里使用的是野火的STM32F103RC的MINI板，HD版本）

 STM32的与PC端进行串口通信的操作

 关于STM32F103RCT6的TXD和RXD引脚汇总如下（共5路USART串口通信）

我们这里主要用到挂载在APB2总线上的USART1串口，分别为PA9和PA10两个io口

STM32F103RCT6芯片的串口GPIO
引脚	APB2总线
	USART1	USART2	USART3	USART4	USART5
TX	PA9	PA2	PB10	PC10	PC12
RX	PA10	PA3	PB11	PC11	PD2

 我们在这里用到的是USART1串口，可从系统结构图上看出USART1挂载在APB2总线上

 STM32实现串口控制LED（代码由野火官方例程修改，可直接编译烧写））

（野火的代码风格确实很不错，但就是不太适合新手去看，宏有点多

1.main.c

/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */

int main(void)
{    
  char ch;
  /* LED GPIO 初始化 */
  LED_GPIO_Config();
  /* 初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1 */
  USART_Config();
    
  while(1)
    {    
    /* 获取字符指令 */
    ch=getchar();
    
    /* 根据字符指令控制RGB彩灯颜色 */
    switch(ch)
        {
          case '1':
              /*PC2口置低电平点亮LED*/
            GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);
          break;
          case '2':
              /*PC3口置低电平点亮LED*/
            GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3);
          break;
          case '3':
              /*PC2,PC3口置高电平熄灭LED*/
            GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);
            GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);
          break;
          default:
            break;      
        }   
    }    
}

 2.USART_Config();函数（未在main.c中声明，若要复制使用请在main函数前声明）（这里配置的串口模式为N115200-8-1）

void USART_Config(void)
{
    // 定义GPIO总线结构体变量
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // 定义串口初始化结构体变量
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    // 打开串口GPIO的时钟（APB2总线上的GPIOA）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    // 打开串口外设的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    // 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  // 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    
    // 配置串口的工作参数
    // 配置波特率
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    // 配置 针数据字长
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    // 配置停止位
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    // 配置校验位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
    // 配置硬件流控制
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = 
    USART_HardwareFlowControl_None;
    // 配置工作模式，收发一起
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    // 完成串口的初始化配置
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);    
    
    // 使能串口
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);        
}

 3.LED_GPIO_Config();函数（未在main.c中声明，若要复制使用请在main函数前声明）

void LED_GPIO_Config(void)
{        
        /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
        /*选择要控制的GPIO引脚*/
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;    

        /*设置引脚模式为通用推挽输出*/
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   

        /*设置引脚速率为50MHz */   
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 

        /*调用库函数，初始化GPIO*/
        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);    
        
        /*选择要控制的GPIO引脚*/
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;

        /*调用库函数，初始化GPIO*/
        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
        

        /* 关闭所有led灯    */
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_2);
        
        /* 关闭所有led灯    */
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_3);     
 
}

烧录进入开发板中,可见左下角蓝色LED1亮起，输入字符2则LED2亮起，输入字符3则LED都熄灭

 到此实现PC端与STM32通信控制IO口，讲一下这里面的一些小知识点：

关于开漏输出和推挽输出

推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件。
输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 高阻，输出0。
输出 1 时，N-MOS 高阻，P-MOS 导通，输出1（不需要外部上拉电路）。

开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 不被激活，输出0。
输出 1 时，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，输出1（需要外部上拉电路）；可以读IO输入电平变化，此模式可以把端口作为双向IO使用。

 那么现在就来我们最终要实现的目的了

树莓派与STM32串口通信控制LED

•  首先是硬件的连接
• 关于串口通信的接线，可能你们去看一下我之前的一篇文章会比较清楚：关于51单片机中串口通信的一些小笔记_衾许°的博客-CSDN博客

树莓派我使用的是Linux下的串口调试助手：minicom

打开树莓派终端配置设置sudo raspi-config
interfacing options→Serial→NO→YES→reboot

打开/boot/config.txt文件，查找‘enable_uart=1’，若有，使其所在行内容与这一行完全相同。若无，在文档最后添加这一行

在terminal中输入sudo apt-get install minicom安装minicom串口调试助手
使用 minicom -s 指令（如果后续操作权限不足，把本指令改为sudo minicom -s再进行操作）→Serial port setup

按下E 调整波特率校验位等与PC上的串口调试助手设置一致(低波特率数据传输受干扰相对小)，否则传输的数据混乱（我这里STM32的代码设置波特率为115200）

硬件流控制（F）与软件流控制（我自己也不清楚为啥）（G）均调整为NO

回车保存，返回上一层，选择save setup as dfl（这一步可能出现权限不足，可以sudo为更高权限）