一. 了解串口协议和RS-232标准，以及RS232电平与TTL电平的区别；了解USBTTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理。_ttl 转232

一. 了解串口协议和RS-232标准，以及RS232电平与TTL电平的区别；了解"USB/TTL转232"模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理。

串口通信协议和RS-232标准，以及RS232电平和TTL电平的区别的分点解释：

1. 串口通信协议：

   • 是一种数据传输协议，常用于计算机和其他设备之间的通信。
   • 它定义了数据传输的规则，如数据格式、传输速率等。

2. RS-232标准：

   • 是一种标准的串口通信协议。
   • 定义了数据传输的电压范围、信号线功能、连接方式和传输速率等。

3. RS-232电平和TTL电平的区别：

   • 电压范围：
     • RS-232：逻辑0表示-5V至-15V，逻辑1表示+5V至+15V。
     • TTL：逻辑0表示0V至0.8V，逻辑1表示2V至5V。
   • 逻辑定义：RS-232使用负逻辑，而TTL使用正逻辑。

4. USB/TTL转232模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理：

   • 功能：实现TTL或RS-232与USB之间的转换。
   • 转换方式：内部电路将USB数据转换为串口数据或反之。
   • 控制器：内部包含芯片控制器，负责数据转换的协调工作。

二. 安装 stm32CubeMX，配合Keil，使用HAL库（或标准库）方式，设置USART1 波特率为115200，1位停止位，无校验位，完成下列任务：

1）STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”。win10采用“串口助手”工具接收。

2）在完成以上任务基础，继续扩展功能：当上位机给stm32发送一个字符“#”后，stm32暂停发送“hello windows！”；发送一个字符“*”后，stm32继续发送；

首先打开STM32Cube MX选择STM32F103C8T6后，

设置RCC的HSE为Crystal晶振；

配置SYS为：Serial Wire；

其次，配置NVIC：

设置USART１：

注意：在生产工程时，勾选生成".c/.h"文件，并且Toolchain/IDE需要选择MDK-ARM：

首先：打开并在main函数前定义全局变量：

char c;//指令 0:停止  1:开始
char message[]="hello Windows\n";//输出信息
char tips[]="CommandError\n";//提示1
char tips1[]="Start.....\n";//提示2
char tips2[]="Stop......\n";//提示3
int flag=0;//标志 0:停止发送 1.开始发送
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其次，在main函数中设置接收中断：

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&c, 1);//UATR的别名；接收到的数据存放地址；接收的字节数
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然后在main函数中的while循环里面添加传输代码：

if(flag==1){
			//发送信息
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&message, strlen(message),0xFFFF); 
			
			//延时
			HAL_Delay(1000);
		}
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并且重写中断处理函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	
//当输入的指令为“＃”时,发送提示并改变flag
	if(c=='＃'){
		flag=0;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips2, strlen(tips2),0xFFFF); 
	}
	
	//当输入的指令为“*”时,发送提示并改变flag
	else if(c=='*'){
		flag=1;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips1, strlen(tips1),0xFFFF); 
	}
	
	//当输入不存在指令时,发送提示并改变flag
	else {
		flag=0;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips, strlen(tips),0xFFFF); 
	}

	//重新设置中断
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&c, 1);  
}
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最终main．ｃ总代码：

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include <string.h>

void SystemClock_Config(void);

char c;//指令 0:停止  1:开始
char message[]="hello Windows\n";//输出信息
char tips[]="CommandError\n";//提示1
char tips1[]="Start.....\n";//提示2
char tips2[]="Stop......\n";//提示3
int flag=0;//标志 0:停止发送 1.开始发送


int main(void)
{
	HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
	
	//设置接受中断
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&c, 1);

	
	//当flag为1时,每秒发送一次信息
	//当flag为0时,停止
  while (1)
  {
		if(flag==1){
			//发送信息
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&message, strlen(message),0xFFFF); 
			
			//延时
			HAL_Delay(1000);
		}
  }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	
	//当输入的指令为“＃”时,发送提示并改变flag
	if(c=='＃'){
		flag=0;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips2, strlen(tips2),0xFFFF); 
	}
	
	//当输入的指令为“*”时,发送提示并改变flag
	else if(c=='*'){
		flag=1;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips1, strlen(tips1),0xFFFF); 
	}
	
	//当输入不存在指令时,发送提示并改变flag
	else {
		flag=0;
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&tips, strlen(tips),0xFFFF); 
	}

	//重新设置中断
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&c, 1);  
}
/* USER CODE END 4 */
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
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烧录并展示：

结论：

当发送*后可以看到不断输出“hello Windows”
当输入＃后端口停止输出
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三. 在没有示波器条件下，可以使用Keil的软件仿真逻辑分析仪功能观察串口输出波形，并分析时序状态正确与否，计算波特率实际为多少。

1、Keil仿真设置：

点击“魔法棒”后在Debug下，勾选Use Simulator、Load Application at Startup、Run to main(),并将Dialog.DLL下改为DARMSTM.DLL，Parameter下改为-pSTM32F103RC：

通过USART1接口观察逻辑分析仪中的波形。波形将显示在时间轴上，对比预期的波特率大于实际观察到的波特率，

可能存在一些问题或限制因素导致传输速率下降。

实验总结：

本次实验主要涉及串口通信协议、RS-232标准以及电平差异的理解，同时利用STM32系统实现与上位机的串口通信。实验过程主要分为两个阶段：基础串口通信设置和基于特定字符的通信控制。

首先，我们深入了解了串口通信协议和RS-232标准，以及RS-232电平和TTL电平之间的主要区别。RS-232标准定义了数据传输的电压范围和信号线功能，而TTL电平通常具有更低的电压范围。在实验中，我们使用了CH340芯片模块作为USB/TTL转232模块，它能够实现TTL电平与RS-232电平之间的转换。

在第二阶段，我们利用STM32CubeMX和Keil软件设置了USART1的通信参数，包括波特率、停止位和校验位。通过HAL库（或标准库）编程，STM32系统成功地向上位机连续发送了“hello windows！”的消息。

最后，我们利用Keil的软件仿真逻辑分析仪功能观察并分析了串口输出波形。通过对比预期时序和实际时序，确认了波特率设置的准确性。

综上所述，本次实验成功地实现了STM32系统与上位机的串口通信，并验证了基于字符的发送控制功能。

参考文献：

https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/121024427

https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/121053903

https://www.cnblogs.com/breezy-ye/articles/12157442.html

https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/104827639/