串口學習和藍牙通信HC05（第八天）

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👨?💻 本文由削好皮的Pineapple! 原創

👨?💻 收錄于專欄：C語言到基于STM32 的智能礦探小車

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文章目錄

- 🎶一、UART通信
- 🎶二、基于STM32F407固件庫UART的配置流程
- - - 2.1 時鐘使能
    - 2.2 GPIO的配置
    - 2.3 把GPIO復用成對應的串口
    - 2.4 串口初始化
    - 2.5 串口中斷的配置
    - 2.6 NVIC的配置
    - 2.7 打開串口
    - 2.8 中斷服務函數的格式
    - 2.9串口接收數據/發送數據的接口
- 🎶三、HC05模塊
- - - 結束語🥇

?前言?
-本文是對UART通信、基于STM32F407固件庫UART的配置流程以及HC05模塊相關知識的筆記總結，涵蓋了通信的基本概念、配置步驟和模塊使用等內容，旨在為后續的嵌入式開發提供參考。

🎶一、UART通信

UART 是異步全雙工串行通信。
通信的前提：通信雙方要同步。
- 同步機制和異步機制的區別在于通信雙方是否有相同的參考（時鐘線）。
  - 有通用時鐘線屬于同步機制。
  - 沒有通用時鐘線屬于異步機制。
- 異步：通信雙方沒有通用時鐘線，通信雙方需要提前約定用相同的波特率進行通信。
單工通信：A 單向發送數據到 B（A ----> B）。
雙工通信：
- 半雙工通信：接收數據和發送數據不能夠同時進行（A ------> B 與 A <------ B 不同時）。
- 全雙工通信：接收數據和發送數據可以同時進行（A ------> B 與 A <------ B 同時）。
串行：發送/接收數據只用了一根數據線，每次只能 1bit 1bit 發送/接收。
支持串口（UART）通信的設備通常具有如下引腳：
設備A 設備B
Tx Rx
Rx Tx
VCC VCC
GND GND
對于STM32F407本次使用的開發板上提供了三個UART引腳：P4（UART1）、P5（UART2）和P6（UART3）處。

設備A	設備B
Tx	Rx
Rx	Tx
VCC	VCC
GND	GND

🎶二、基于STM32F407固件庫UART的配置流程

2.1 時鐘使能

使能對應GPIO時鐘：RCC_AHB1PeriphClockCmd。
使能對應的USARTx（USART1、USART2和USART3）時鐘：
- 對于USART1，應該使用 RCC_APB2PeriphClockCmd。
- 對于USART2和USART3，應該使用 RCC_APB1PeriphClockCmd。

2.2 GPIO的配置

使用 GPIO_Init 函數配置。
- Tx：復用模式，推挽模式。
- Rx：復用模式，浮空模式。
注意：對于通信一般選擇高速電平切換。

2.3 把GPIO復用成對應的串口

使用 GPIO_PinAFConfig 函數，函數格式為：GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF)。
- GPIOx：指定具體的GPIO組號，如GPIOA、GPIOB等。
- GPIO_PinSource：指定具體的引腳編號，如GPIO_PinSource0、GPIO_PinSource1……GPIO_PinSource15。
- GPIO_AF：指定具體要復用成的功能，如GPIO_AF_USART1（復用成串口1的引腳）、GPIO_AF_USART2（復用成串口2的引腳）等。

注意：該接口不支持位或。例如UASRT1的Tx接PA9，Rx接PA10時，配置如下：

GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9 , GPIO_AF_UASRT1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10 , GPIO_AF_UASRT1);

2.4 串口初始化

使用 USART_Init 函數，函數格式為：USART_Init(USART_TypeDef * USARTx, USART_InitTypeDef * USART_InitStruct)。
- USARTx：指定具體的串口，如USART1、USART2、USART3。
- USART_InitStruct 結構體成員：
  - USART_BaudRate：指定具體的波特率，如115200、9600等。
  - USART_WordLength：指定數據位，常用 USART_WordLength_8b。
  - USART_StopBits：指定停止位，常用 USART_StopBits_1。
  - USART_Parity：奇偶校驗位，常用 USART_Parity_No（無校驗），還有USART_Parity_Even（偶校驗）、USART_Parity_Odd（奇校驗）。
  - USART_Mode：指定串口模式，USART_Mode_Rx（接收數據）、USART_Mode_Tx（發送數據）、USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx（收發數據）。
  - USART_HardwareFlowControl：硬件控制流，常用 USART_HardwareFlowControl_None（無控制流）。

2.5 串口中斷的配置

使用 USART_ITConfig 函數，函數格式為：USART_ITConfig(USART_TypeDef * USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState)。
- USARTx：指定具體的串口，如USART1、USART2、USART3。
- USART_IT：指定觸發因素，如 USART_IT_RXNE（接收數據觸發中斷）。
- NewState：ENABLE（使能）。

2.6 NVIC的配置

使用 NVIC_Init 函數，中斷通道分別為 USART1_IRQn、USART2_IRQn 等。

2.7 打開串口

使用 USART_Cmd 函數，函數格式為：USART_Cmd(USART_TypeDef * USARTx, FunctionalState NewState)。
- USARTx：指定具體的串口，如USART1、USART2、USART3。
- NewState：ENABLE（使能）。

2.8 中斷服務函數的格式

以USART1為例：

void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET) //接收到數據{//...USART_ClearITPendingBit( USART1,  USART_IT_RXNE);}
}

2.9串口接收數據/發送數據的接口

接收數據：
```
USART_ReceiveData(USART_TypeDef * USARTx)
```
- USARTx：指定用什么串口接收數據，如USART1、USART2、USART3。
- 返回值：返回接收到的數據。
- 說明：由于不能預料對方什么時候發送數據，一般開啟串口接收數據的中斷，該接口一般在中斷服務函數中調用。
發送數據：
```
USART_SendData(USART_TypeDef * USARTx, uint16_t Data)
```
- USARTx：指定用什么串口發送數據，如USART1、USART2、USART3。
- Data：要發送的數據。
相關配置修改：
- 在 smt32f4xx.h 的第144行 HSE_VALUE 為8000000。
- 在 system_stm32f4xx.c 的第371行把25修改成8即可。
- 串口1用來下載程序，可按照串口1的配置流程，實現串口2和串口3的配置。

#include "stm32f4xx.h"
#include "uart.h"//串口1為例 Tx (PA9) Rx(PA10)
void uart_init(int bond)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;USART_InitTypeDef USART_InitStruct;NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStruct;//1.時鐘使能RCC_AHB1PeriphClockCmd( RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//2.GPIO初始化//TX 復用推挽GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOA, & GPIO_InitStruct);//RX 復用浮空GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOA, & GPIO_InitStruct);//3.把GPIO復用成對應的功能GPIO_PinAFConfig( GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);GPIO_PinAFConfig( GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);//4.串口初始化USART_InitStruct.USART_BaudRate = bond;//指定波特率USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);//5.串口接收數據中斷USART_ITConfig( USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//6.NVIC的配置NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);//7.打開串口USART_Cmd( USART1, ENABLE);
}u8 recv; //串口1接收數據//串口中斷服務函數
void USART1_IRQHandler(void)
{if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == SET) //接收到數據{recv = USART_ReceiveData(USART1);USART_SendData(USART1, recv);USART_ClearITPendingBit( USART1,  USART_IT_RXNE);}
}

#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
#include "stm32f4xx.h"//串口1為例 Tx (PA9) Rx(PA10)
void uart_init(int bond);extern u8 recv;#endif

🎶三、HC05模塊

HC05模塊與單片機的連接：
HC05模塊單片機
VCC 5V
GND GND
TXD(發送數據的引腳) 單片機的RX
RXD（接收數據的引腳）單片機的TX

HC05模塊	單片機
VCC	5V
GND	GND
TXD(發送數據的引腳)	單片機的RX
RXD（接收數據的引腳）	單片機的TX

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藍牙的相關信息：
- 藍牙的連接密碼：1234。
- 藍牙的設備名稱：需要通過AT指令修改。
修改藍牙設備名稱的方法：
1. 接線：
  - VCC ----------- P4處的5V
  - GND ----------- P4處的GND
  - TX ---------- UART1處的1號引腳
  - RX ---------- UART1處的2號引腳
2. 如果按住按鈕發送沒有反應：
  - 按住按鈕重新給藍牙模塊上電，直到藍牙模塊上的指示燈閃爍變慢，說明此時進入了AT指令模式。
  - 把波特率更改成38400，再嘗試發送 AT+NAME=XXX【回車】。
注意：請用手機配對自己的藍牙設備，為了避免麻煩，藍牙建議使用串口2或者串口3。
工作原理：
- 手機與藍牙模塊通過無線信號連接，藍牙模塊和單片機之間通過串口（USART2、USART3）通信。
- 手機發送給藍牙模塊的數據，藍牙模塊會完完整整的通過串口發送給單片機。
- 連接方式為 TX -------------- RX，RX -------------- TX。
- 在主函數直接調用，用手機藍牙串口APP控制小車的運動狀態。

#include "stm32f4xx.h"
#include "exit.h"
#include "car.h"
#include "delay.h"
//#include "remote.h"
#include "uart.h"
#include "led.h"// 聲明全局變量recv
extern uint8_t recv;int main(void) {SystemInit();car_init();//remote_Init();delay_init();  // 初始化定時器led_init();uart_init(9600);  // 初始化串口通信while(1) {if(recv == '1') {led_ctrl(D4, ON);}else if(recv == 'F') {car_up();}else if(recv == 'B') {car_back();}else if(recv == 'L') {car_left();}else if(recv == 'R') {car_right();}else if(recv == 'S') {car_stop();}delay_ms(1);  // 實現實時循環，控制循環頻率}
}