单片机uart怎么连，单片机UART如何连接与配置？

豆面 2024-12-31 07:28:41 70

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摘要： 单片机UART（通用异步收发器）是一种常用的串行通信技术，它允许在两个设备之间进行数据传输，以下是关于如何连接单片机UART的详细步骤和相关信息：一、UART通信基础UART是一种...

单片机UART（通用异步收发器）是一种常用的串行通信技术，它允许在两个设备之间进行数据传输，以下是关于如何连接单片机UART的详细步骤和相关信息：

一、UART通信基础

UART是一种异步通信技术，通过串行线路发送和接收数据，它使用两条线（TXD和RXD）进行通信，其中TXD用于发送数据，RXD用于接收数据，UART通信不依赖于时钟信号来同步数据传输，而是通过起始位和停止位来标识数据的开始和结束。

二、硬件连接

1. 单片机之间的UART连接

当两个单片机进行UART通信时，需要将一个单片机的TXD引脚连接到另一个单片机的RXD引脚，同时将第一个单片机的RXD引脚连接到第二个单片机的TXD引脚，两个单片机的GND（地）引脚也需要相互连接，以确保电源基准一致。

2. 单片机与电脑之间的UART连接

单片机与电脑之间的UART通信通常通过USB转串口模块实现，因为现代电脑大多没有直接的串口接口，在这种情况下，需要使用USB转串口模块，并将模块的TXD引脚连接到单片机的RXD引脚，将模块的RXD引脚连接到单片机的TXD引脚，同时连接GND引脚。

3. STM32单片机的UART连接

对于STM32单片机，USART（通用同步异步收发器）模块通常用于实现串口通信，以STM32F4系列为例，USART1的TX引脚（PB6）用于发送数据，连接到外部设备的RX引脚；USART1的RX引脚（PB7）用于接收数据，连接到外部设备的TX引脚。

三、软件配置

1. 波特率设置

在进行UART通信之前，通信双方必须约定好相同的波特率（即每秒传输的比特数），波特率是UART通信中非常重要的参数，如果双方波特率不一致，将无法正确通信。

2. 寄存器配置

对于51单片机，需要配置SCON寄存器来设置UART的工作模式，并配置PCON寄存器来设置波特率，对于STM32单片机，可以使用HAL库或LL库提供的API函数来初始化USART外设，包括设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。

3. 中断配置

为了提高通信效率，通常会配置UART中断来处理数据的发送和接收，在中断服务程序中，可以编写相应的代码来处理接收到的数据或准备要发送的数据。

四、示例代码

以下是一个简单的STM32单片机UART通信示例代码，展示了如何使用HAL库进行USART初始化、数据发送和接收：

#include "stm32f4xx_hal.h"
// USART句柄声明
UART_HandleTypeDef huart1;
// UART初始化函数
void UART_Init(void) {
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); // 启用USART1时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();  // 启用GPIOB时钟
    // 配置USART1 TX引脚（PB6）
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用推挽输出模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    // 配置USART1 RX引脚（PB7）
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT; // 输入模式
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    // 配置USART1参数
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 9600; // 波特率为9600
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 数据位为8位
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 1个停止位
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无奇偶校验
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 收发模式
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控制
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; // 16倍采样
    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
        // 初始化失败，错误处理
        Error_Handler();
    }
}
// UART发送字符串函数
void UART_SendString(char* str) {
    while (*str) {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)str, 1, HAL_MAX_DELAY); // 发送一个字符
        str++;
    }
}
// UART接收一个字节
uint8_t UART_ReceiveByte(void) {
    uint8_t receivedByte;
    HAL_UART_Receive(&huart1, &receivedByte, 1, HAL_MAX_DELAY); // 接收一个字节
    return receivedByte;
}
int main(void) {
    HAL_Init(); // 初始化HAL库
    UART_Init(); // 初始化USART1串口
    char message[] = "Hello, STM32 UART Communication!";
    char receivedMessage[100];
    while (1) {
        // 发送字符串
        UART_SendString(message);
        // 接收数据
        UART_ReceiveString(receivedMessage, sizeof(receivedMessage));
        // 其他操作...
    }
}