STM32L476應用開發之三：串行通訊實驗

在我們的項目需求中，有兩個串口應用需求，一個是與炭氫傳感器的通訊，另一個是與顯示屏的通訊。鑒於此，我們需要實驗串行通訊。

1、硬件設計

串行通訊一個采用RS232接口，另一個直接采用TTL方式。我們在STM32L476RG開發板中，發現USART1和USART3的輸入輸出端口已經引出來，所以我們使用這兩個串口。

USART1_TX           PA9              CN5-1

USART1_RX          PA10     CN9-3

USART3_TX           PC4              CN10-34

USART3_RX          PC5              CN10-6

如下圖紅色方框中所示：

 

對於RS232接口我們采用了周立功RSM232模塊來做實驗，其推薦的連接方式如下圖：

 

在實驗過程中我們不需要這些保護措施，根據以上的分析我們可以對串口通訊做如下設計。RS232接口原理圖如下：

 

對於單總線TTL通訊，我們采用如下原理圖來實現：

 

2、軟件設計

完成硬件連接后我們可以開始軟件開發了，首先我們在STM32CubeMX中對硬件部分進行配置。其中USART1和USART3的配置如下圖所示：

 

而后對串口部分做參數配置，波特率等按要求配置好，很簡單在此不多說了。接下來編寫測試代碼。

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();
  }

定義一個簡單的類Modbus通訊協議，采用中斷方式來實現數據接收。中斷處理函數如下：

void USART1_ReceiveDataHandle(void)
{
  if(ozonatorRxLength>=RETURNING_DATA_LENGTH)
  {
    ozonatorRxLength=0;
  }
  /*接收寄存器為空,等待字節被對應的串口完全接收*/
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)
  {
    uint8_t rData;
    /*獲取接收到的字節*/
    HAL_UART_Receive(&huart1,&rData,1,1000);
    TestRxBuffer[ozonatorRxLength++] = rData;
  }
}

對接收到的信息進行解析，並根據請求命令完成放回信息的編碼並回傳。

/*解析接收到的信息，並返回合成的回復信息和信息的字節長度，通過回調函數*/
uint16_t ParsingMasterAccessCommand(uint8_t *receivedMessage,uint8_t *respondBytes,uint16_t rxLength)
{
  uint16_t respondLength=0;
  /*判斷是否是本站，如不是不處理*/
  uint8_t slaveAddress=*receivedMessage;
  if(slaveAddress!=StationAddress)
  {
    return 0;
  }

  /*判斷功能碼是否有誤*/
  FunctionCode fc=(FunctionCode)(*(receivedMessage+1));
  if(CheckFunctionCode(fc)!=MB_OK)
  {
    return 0;
  }

  /*信息校驗，如不正確則為錯誤信息不用處理*/
  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、測試結果

通過USB轉RS232接口的模塊接入電腦通過AccessPort和串口出手來對通訊進行測試。下圖是在AccessPort中監控到的數據收發狀態：

 

下圖是在串口助手中發送命令及接收反饋的截圖：

 

串口通訊方式測試完成，完全能符合我們的要求。