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STM32L476应用开发之三:串行通讯实验

在我们的项目需求中,有两个串口应用需求,一个是与炭氢传感器的通讯,另一个是与显示屏的通讯。鉴于此,我们需要实验串行通讯。

1、硬件设计

串行通讯一个采用RS232接口,另一个直接采用TTL方式。我们在STM32L476RG开发板中,发现USART1和USART3的输入输出端口已经引出来,所以我们使用这两个串口。

USART1_TX           PA9              CN5-1

USART1_RX          PA10     CN9-3

USART3_TX           PC4              CN10-34

USART3_RX          PC5              CN10-6

如下图红色方框中所示:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_RS485

对于RS232接口我们采用了周立功RSM232模块来做实验,其推荐的连接方式如下图:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_STM32_02

在实验过程中我们不需要这些保护措施,根据以上的分析我们可以对串口通讯做如下设计。RS232接口原理图如下:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_RS485_03

对于单总线TTL通讯,我们采用如下原理图来实现:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_STM32_04

2、软件设计

完成硬件连接后我们可以开始软件开发了,首先我们在STM32CubeMX中对硬件部分进行配置。其中USART1和USART3的配置如下图所示:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_RS232_05

而后对串口部分做参数配置,波特率等按要求配置好,很简单在此不多说了。接下来编写测试代码。

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();
}

定义一个简单的类Modbus通讯协议,采用中断方式来实现数据接收。中断处理函数如下:

void USART1_ReceiveDataHandle(void)
{
if(ozonatorRxLength>=RETURNING_DATA_LENGTH)
{
ozonatorRxLength=0;
}
/*接收寄存器为空,等待字节被对应的串口完全接收*/
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)
{
uint8_t rData;
/*获取接收到的字节*/
HAL_UART_Receive(&huart1,&rData,1,1000);
TestRxBuffer[ozonatorRxLength++] = rData;
}
}

对接收到的信息进行解析,并根据请求命令完成放回信息的编码并回传。

/*解析接收到的信息,并返回合成的回复信息和信息的字节长度,通过回调函数*/
uint16_t ParsingMasterAccessCommand(uint8_t *receivedMessage,uint8_t *respondBytes,uint16_t rxLength)
{
uint16_t respondLength=0;
/*判断是否是本站,如不是不处理*/
uint8_t slaveAddress=*receivedMessage;
if(slaveAddress!=StationAddress)
{
return 0;
}

/*判断功能码是否有误*/
FunctionCode fc=(FunctionCode)(*(receivedMessage+1));
if(CheckFunctionCode(fc)!=MB_OK)
{
return 0;
}

/*信息校验,如不正确则为错误信息不用处理*/
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、测试结果

通过USB转RS232接口的模块接入电脑通过AccessPort和串口出手来对通讯进行测试。下图是在AccessPort中监控到的数据收发状态:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_串口_06

下图是在串口助手中发送命令及接收反馈的截图:

 STM32L476应用开发之三:串行通讯实验_STM32_07

串口通讯方式测试完成,完全能符合我们的要求。



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