学会利用STM32串口发送调试信息

# 1. 简介

## 1.1 串口在嵌入式系统中的重要性

串口（Serial Port）是嵌入式系统中常用的通信接口之一，它能够实现设备之间的数据传输和通信。在嵌入式开发中，串口通常被用于调试程序、传输数据等重要功能。通过串口，我们可以实时监控程序的运行状态、输出调试信息，方便开发者快速定位问题并进行调试。因此，了解如何利用串口发送调试信息对于嵌入式系统开发至关重要。

## 1.2 STM32系列微控制器及其特点

STM32系列微控制器是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款高性能、低功耗的微控制器产品线。STM32系列微控制器具有丰富的外设资源和强大的处理能力，广泛应用于各种嵌入式系统中。其中，STM32的硬件UART模块可以方便地实现串口通信，为开发者提供了便利。通过配置STM32的串口功能，我们可以实现在开发过程中通过串口发送调试信息，帮助开发调试工作的进行。

接下来，我们将介绍如何利用STM32系列微控制器实现串口发送调试信息功能，为嵌入式系统开发提供更好的支持和便利。

# 2. 准备工作

### 2.1 准备所需的硬件设备和软件工具

在开始配置STM32串口之前，我们需要准备以下硬件设备和软件工具：

- **硬件设备**：
- 一台装有STM32系列微控制器的开发板，如STM32F4 Discovery Board；
- 一根Micro USB数据线，用于连接开发板与计算机；
- 一台个人计算机，安装有STM32CubeIDE集成开发环境。

- **软件工具**：
- STM32CubeIDE：它是STMicroelectronics官方推出的集成开发环境，支持STM32系列芯片的开发和调试；
- 终端仿真软件，如Tera Term，用于接收并显示从STM32开发板发送过来的调试信息。

### 2.2 熟悉串口通信原理

在进行配置和调试之前，我们需要对串口通信原理有一定的了解：
- 串口通信是通过串行数据传输，在嵌入式系统中起到了重要的作用；
- 串口通信包括发送端和接收端，发送端将数据按位串行发送给接收端，接收端将数据按位反序列化还原成原始数据；
- 常见的串口通信参数包括波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等。

# 3. 配置STM32串口

在本章中，我们将详细介绍如何配置STM32串口，包括初始化串口相关的寄存器以及设置波特率、数据位、停止位等参数。

#### 3.1 初始化串口相关的寄存器

在使用STM32串口之前，首先需要初始化串口相关的寄存器。这包括配置串口的GPIO引脚、时钟源以及相应的寄存器设置。以下是一个简单的初始化串口的示例代码：

/* 使能USART1时钟 */
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN; 

/* 配置USART1的引脚，将USART1_TX配置为复用推挽输出 */
GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF9;
GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF9_1;
GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9;

/* 配置波特率和工作模式，例如设置波特率为9600bps，8位数据位，无奇偶校验，1位停止位 */
USART1->BRR = 8000000 / 9600;
USART1->CR1 |= USART_CR1_TE | USART_CR1_UE;
USART1->CR1 &= ~USART_CR1_OVER8;
USART1->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;

#### 3.2 设置波特率、数据位、停止位等参数

在初始化完成后，需要设置串口通信的参数，包括波特率、数据位长度、停止位等。下面是一个设置串口参数的简单示例：

/* 设置波特率为9600bps */
uint32_t baudRate = 9600;
uint32_t sysClk = 8000000; // 假设系统时钟频率为8MHz
uint32_t mantissa = sysClk / (baudRate << 4);
uint32_t fraction = ((sysClk << 4) / baudRate) - (mantissa << 4);
USART1->BRR = (mantissa << 4) | fraction;

/* 设置数据位长度为8位 */
USART1->CR1 |= USART_CR1_M;

/* 设置停止位为1位 */
USART1->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;

通过以上配置，我们成功初始化了STM32串口，并设置了波特率、数据位和停止位等参数，为后续的串口通信做好了准备。 在接下来的章节中，我们将进一步学习如何编写代码实现串口发送调试信息的功能。

# 4. 编写发送调试信息的代码

在本章中，我们将详细介绍如何编写代码来发送调试信息通过STM32的串口。通过这些代码，您可以实现在嵌入式系统中进行调试和监控的功能。

#### 4.1 使用HAL库函数实现串口发送功能

首先，我们需要在CubeMX中启用串口功能，并生成工程代码。接着，我们可以通过HAL库函数来实现串口发送功能。下面是一个简单的示例代码，演示如何发送调试信息：

#include "stm32f4xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart2;

void SystemClock_Config(void