（实测可用）STM32CubeMX教程-STM32L431RCT6开发板研究串口通信（RS485）_用stm32cubemx、keil接收rs485信号

      一、开发板平台简介：

1、开发板资源简介

（1）开发板主芯片型号：STM32L431RCT6

（2）开发板主芯片封装：LQFP-64_10x10x05P

（3）开发板主芯片内核：ARM® Cortex®-M4

（4）开发板主芯片主频：80MHz

（5）开发板主芯片Flash大小：256KB

（6）开发板主芯片RAM大小：64KB

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2、LED灯资源

（1） STM32L431RCT6开发板共5个LED灯资源，其中一个红色LED为系统指示灯，指示开发板供电系统是否正常，如供电系统正常，红色LED为上电常亮状态，硬件原理图如下图所示：

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（2）其他四个LED灯为黄绿色可控LED，高电平点亮、低电平熄灭，计划用LED常亮验证看门狗的作用，硬件原理图如下图所示：

​3、串口DMA收发工作原理

        串口全称为串行通讯接口，即数据在通信线上一次传输一位，按先后一定顺序传输。我们通常所说的单片机串口准确来说应该是串行异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART），使用TTL电平，串口需要RXD、TXD、GND三根线进行通信。

    （1）最常用的RS485收发换向方法是程序换向，即由MCU的一个I/O端口控制RS485收发器件的收发使能引脚，在平时使RS485收发器件处于接收状态

     （2）我们选用的STM32L431RCT6开发板串口2作为RS485通信的串口，PA1作为RS485串口收发的使能控制引脚。

     （3）RS485端口使用时，需要使用USB转485模块和开发板进行通信，使用方法为USB转485模块的A接开发板的A，USB转485模块的B接开发的B，GND可不接。

RS485串口，硬件原理图如下所示：

 

DMA(Direct Memory Access) ：直接存储器存取，是单片机的一个外设，它的主要功能是用来搬数据，但是不需要占用 CPU，即在传输数据的时候， CPU 可以干其他的事情，好像是多线程一样。数据传输支持从外设到存储器或者存储器到存储器，这里的存储器可以是 SRAM 或者是 FLASH。

DMA 控制器包含了 DMA1 和 DMA2，其中 DMA1 有 7 个通道， DMA2 有 5 个通道，这里的通道可以理解为传输数据的一种管道。要注意的是 DMA2 只存在于大容量的单片机中。

  二、串口DMA收发实验过程

1、新建STM32CubeMX基础工程

（1）打开STM32CubeMX，点击“File”-->"New Project"

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（2）等待打开主芯片选项界面（大约1分钟时间）。

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（3）昨天搜索框中输入（或选择）所需的主芯片型号（因为我们用的是STM32L431RCT6开发板，所以此处选择STM32L431RC），然后在右下角选择STM32L431RCTx（因为开发板主芯片是STM32L431RCT6），左键双击即可打开新建的项目。

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（4）选择时钟源。

        因为开发板上有8M外部时钟，硬件原理图如下所示，所以此处选择使用外部高速时钟（HSE）。

        因为我们没有用到外部低速时钟（LSE），此处不做处理，如下图所示。

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2、配置GPIO控制LED

（1）查开发板原理图得，LED1、LED2、LED3、LED4的控制引脚分别为：

LED1——PC0

LED2——PC1

LED3——PC2

LED4——PC3

（2）配置LED的控制引脚为输出，输出频率、输出方式默认即可。

鼠标左键点击PC0,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

鼠标左键点击PC1,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

鼠标左键点击PC2,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

鼠标左键点击PC3,选择“GPIO_Output”,表示设置该引脚为输出模式。

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（3）也根据自己的需求配置GPIO的参数，如输出方式、输出频率、上拉下拉等。因为GPIO控制LED的要求比较低，此处采用默认参数即可，不用修改。

​​3、配置PA2、PA3为串口

（1）查原理图得知，串口2使用STM32L431RCT6引脚为PA2-USART2_TX,PA3-USART2_RX,引脚设置如下：

串口参数默认即可：波特率115200-N-8-1，并使能收发控制引脚。

（2）设置NVIC settings 使能接收中断。

3、串口DMA设置 

（1）根据DMA1通道预览可以得出，我们用的串口2的TX、RX分别为通道6、通道7：

• 点击DMASettings 点击 Add 添加通道
• 选择USART_RX USART_TX 传输速率设置为中速
• DMA传输模式为正常模式，即发送一次就结束。
• DMA内存地址自增，每次增加一个Byte(字节)

 （2）DMA相关参数解析

Dirction ： DMA传输方向有四类

• 外设到内存 Peripheral To Memory
• 内存到外设 Memory To Peripheral
• 内存到内存 Memory To Memory
• 外设到外设 Peripheral To Peripheral

Priority： DMA通信传输速度有四类

• 最高优先级 Very Hight
• 高优先级 Hight
• 中等优先级 Medium
• 低优先级；Low

Mode：DMA传输模式有两类

• Normal正常模式：当一次DMA数据传输完后，停止DMA传送 ，也就是只传输一次。
• Circle循环模式：传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止。

Increment Address-DMA指针递增设置：

4、配置项目工程参数

（1）配置时钟树，用于系统内部时钟，以及各个外设时钟等。此处选择外部8M晶振作为主时钟频率，内部最大倍频80MHz。

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（2）完成配置工程。

备注：需要注意代码生成过程中的继承关系，如图所示：需要保留开发者自己编写的代码时，请根据配置设置，不然生成代码后会删除自己编写的代码（从这个方面也可以看出开发者备份自己的代码是多么的重要。）

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（3）生成代码。

备注：使用Generate CODE生成工程代码前，请确保文件路径无中文，否则会生成项目失败。

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（4）工程代码生成成功。

 三、在KEIL 5中编写代码

1、使用KEIL 5（MDK）打开项目工程文件

源码使用说明：使用前必须把项目工程复制到无中文路径的文件夹下使用。

（1）找到刚才新建工程的存储路径，安装项目名称，打开项目工程.uvprojx。

2、添加LED指示灯作为系统提示

添加每隔100ms，LED1、LED2、LED3、LED4闪烁一次的系统提示，用于提示程序运行正常。

3、添加HAL库UART  DMA 发送函数代码

（1）STM32 HAL函数库的串口DMA相关函数如下：

HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
HAL_UART_DMAPause() 暂停串口DMA
HAL_UART_DMAResume(); 恢复串口DMA
HAL_UART_DMAStop(); 结束串口DMA

（2）main.c添加RS485发送函数相关代码：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uart_rx_struct uart_rx_struct_t= {0};                               //串口接收数组
uart_rx_struct uart2_rx_struct_t= {0};                              //RS485串口接收数组
/*******************************************
*函数名：DMA_Usart_Send
*功能说明: 串口发送功能函数
*形  参: buf，len
*返 回 值: 无
********************************************/
 
void DMA_Usart2_Send(uint8_t *buf,uint8_t len)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);		 //设置485为发送状态
    if(HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2, buf,len)!= HAL_OK)     //判断是否发送正常，如果出现异常则进入异常中断函敿
    {
        Error_Handler();									//异常提醒
    }
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);    //设置485为接收状态
}
 
/* USER CODE END 0 */

（3）main.c文件中添加main函数的处理，上电初始化打印一次log，然后等待接收，等串口收到数据后从原串口发出。

 

 

int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */
    uint8_t transmit_str[50]= {"hello world,this is uart dma function!\r\n"};
    uint8_t rs485_str[50]= {"hello world,this is uart2 dma function!\r\n"};
    /* USER CODE END 1 */
 
    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();
 
    /* USER CODE BEGIN Init */
 
    /* USER CODE END Init */
 
    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();
 
    /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
    /* USER CODE END SysInit */
 
    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_DMA_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_USART2_UART_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);								//初始化LED灯，默认点亮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);								//初始化LED灯，默认点亮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);								//初始化LED灯，默认点亮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);								//初始化LED灯，默认点亮
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t*)transmit_str, sizeof(transmit_str));
    DMA_Usart2_Send((uint8_t*)rs485_str, sizeof(rs485_str));                        //初始化log提示
    HAL_Delay(5);
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);         // 启动DMA接收
    HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, uart2_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);        // 启动DMA接收
 
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_IDLE);                                      // 使能空闲中断
 
    /* USER CODE END 2 */
 
    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */
 
        /* USER CODE BEGIN 3 */
        HAL_Delay(100);
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);									//反转LED点亮熄灭切换
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);									//反转LED点亮熄灭切换
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_2);									//反转LED点亮熄灭切换
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_3);									//反转LED点亮熄灭切换
        if(uart_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //DMA接收完成
        {
            HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, uart_rx_struct_t.uart_rx_buf, uart_rx_struct_t.uart_len);    // 将接收到的数据发送回去
            uart_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
        }
        if(uart2_rx_struct_t.uart_rx_flag & 0X80)                                //RS485 串口DMA接收完成
        {
            DMA_Usart2_Send((uint8_t*)uart2_rx_struct_t.uart_rx_buf, uart2_rx_struct_t.uart_len);                        //rs485发送
            uart2_rx_struct_t.uart_rx_flag = 0;
        }
 
 
    }
    /* USER CODE END 3 */
}

（3）main.h相关变量声明

/* USER CODE BEGIN ET */
#define UART_RX_LEN 1024                // 一次最大接收的数据量
typedef struct
{
    uint8_t uart_rx_buf[UART_RX_LEN];  // DMA数据接收缓存数组
    uint16_t uart_len;                 //DMA数据接收长度
    uint8_t uart_rx_flag;              //接收完成标志位
}uart_rx_struct;
extern uart_rx_struct uart_rx_struct_t;  
extern uart_rx_struct uart2_rx_struct_t;
/* USER CODE END ET */

4、添加HAL库UART  DMA 接收函数代码

（1）DMA接收设置前铺垫知识点：

        STM32的IDLE的中断产生条件：在串口无数据接收的情况下，不会产生，当清除IDLE标志位后，必须有接收到第一个数据后，才开始触发，一但接收的数据断流，没有接收到数据，即产生IDLE中断停止。

（2）stm32f1xx_it.c中添加添加DMA接收处理代码：

void USART2_IRQHandler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
    if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2, UART_FLAG_IDLE) != RESET)       // 空闲中断标记被置使
    {
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);                         // 清除中断标记
        HAL_UART_DMAStop(&huart2);                                  // 停止DMA接收
        uart2_rx_struct_t.uart_len = UART_RX_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart2.hdmarx);  // 总数据量减去未接收到的数据量为已经接收到的数据量
        uart2_rx_struct_t.uart_rx_buf[uart2_rx_struct_t.uart_len] = 0;                    // 添加结束笿
        uart2_rx_struct_t.uart_rx_flag |= 0x80;                                       // 标记接收结束
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, uart2_rx_struct_t.uart_rx_buf, UART_RX_LEN);        // 启动DMA接收
 
    }
    /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
    HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
    /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
 
    /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
}

（3）至此，RS485串口DMA收发数据需要添加的代码已经完成。

5、设置编程仿真下载模式

（1）选择Options for target ...>>Debug>>J-Link/J-JTRACE Cortex,点击Settings>>选择Port（SW），可以看到搜索成功SW Device，表示芯片可用，可以下载。

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（2）点击编译，完成后提示“0 error（s），0 warning（s）”。

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（3）点击Download（或者快捷键F8），即可下载程序。

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（4） 如果下载程序后，没有看到LED1、LED2、LED3、LED4闪烁，可以按下述方式设置一下（Reset and run表示下载后自动复位和重启运行）。或者重新彻底断电再次上电（或按开发板的Reset按键复位MCU即可）。

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6、串口DMA收发实验效果展示

        程序烧录到开发板后，即可看到LED1、LED2、LED3、LED4初始化后每隔100ms闪烁一次，并且打开串口助手后（串口参数：波特率115200、N、8、1），通过串口助手可以看到，开发板接收到发送的数据转发出来。